Zařízení o velikosti několika atomů umožní sestrojit malé, ale výkonné počítače

24. září 2010

Mezinárodní tým vědců zjistil, jak funguje dioda vyrobená z jediné molekuly. Diody jsou hlavními součástkami počítačů, audio zařízení a bezpočtu dalších elektronických přístrojů. Jestliže by se konstruktérům povedlo vyměnit stávající diody za tyto jednomolekulové, výrobky by se znatelně zmenšily, ale ohromně by vzrostl jejich výkon.

Nová technologie může pomoci počítačovým konstruktérům podpořit Mooreův zákon, tedy předpověď spoluzakladatele Intelu Gordona Moora z roku 1965, podle nějž se počet tranzistorů na jednom čipu každých zhruba 18 měsíců zdvojnásobí. Ovšem životnost zákonu se blížila ke svému konci, jelikož miniaturizace křemíkových čipů pomalu naráží na fyzikální meze.

Průměr jednomolekulové diody vytvořené výzkumným týmem z Chicagské univerzity odpovídá pouze několika desítkám atomů a dioda je tak mnohotisíckrát menší než běžné součástky. Teoretici z University of South Florida a Ruské akademie věd vysvětlili principy, na jejichž základě zařízení pracuje.

Ukázali, že energetické hladiny elektronů v molekule jsou efektivními kanály pro přenos elektronů z jedné elektrody na druhou. Protože molekuly v diodě jsou asymetrické, taktéž reakce elektronů při působení napětí je asymetrická. Asymetrie přispívá k jevu zvanému molekulové usměrnění: kanály vedou elektrony jedním směrem, ale při změně polarity napětí omezují proud v druhém směru. Tato vlastnost z molekulových diod činí možnou "závěrku" v obvodech a kandidáta, který jednoho dne může nahradit křemík v čipech počítačů.

autor: Oldřich Klimánek
Spustit audio