Эта молекула изменит наши компьютеры навсегда!

Сегодня, в эпоху цифровизации, большинство из нас по сути носит мощный компьютер в кармане — это наши смартфоны. 🎉 Однако стоит вспомнить, что компьютеры несколько десятилетий назад далеки от того, что мы видим сейчас. Они стали меньше, легче и значительно лучше в обработке объемных данных с 1980-х годов. Но, несмотря на все достижения, кремниевые чипы достигли предела своих возможностей. Как говорится, нет предела совершенству, но куда дальше двигаться мы не знаем!

"С 50-летиями количество транзисторов на одном чипе удваивалось каждые два года," — делится Кун Ван из Университета Майами. "Но мы расходимся с физическими пределами кремниевой электроники, и дальнейшая миниатюризация электроники становится всё более сложной задачей."

Проблемы современной электроники

С каждым годом задача оптимизации кремниевых чипов усложняется. Поэтому Ван и его коллеги из области молекулярной электроники стараются найти решение для создания компонентов, которые смогли бы работать без использования привычного кремния или металлов. 💡 Они исследуют возможность использования молекулярных материалов в качестве функциональных компонентов, таких как транзисторы и межсоединения в чипах. Это открывает новые горизонты, особенно в свете предельного значения традиционных технологий.

Но вот беда, найти идеальный химический состав для этой молекулы оказалось задачей не из лёгких. Команда ученых, возглавляемая Ваном вместе с аспирантами Мейрдадом Шири и Шаочэном Шеном, а также соавторами Джейсоном Азулаем и Игнасио Франко, недавно сделал выдающееся открытие. 🌟

Открытие новой молекулы

Команда представила молекулу, что, по их мнению, является самой электропроводящей органической молекулой на планете! Публикация этого открытия вышла в журнале Journal of the American Chemical Society. Теперь у исследователей есть возможность создавать маленькие, но мощные вычислительные устройства, работающие на молекулярном уровне. И это ещё не всё! Что примечательно, данная молекула состоит из экологически чистых элементов, таких как углерод, сера и азот. 🌱

"Пока ни один молекулярный материал не демонстрировал столь высокой проводимости," — отметил Ван. "Это первая демонстрация того, что органические молекулы могут обеспечивать передачу электричества без значительных потерь энергии на длинах до нескольких десятков нанометров."

Потенциал нового материала

Теперь представьте себе: испытания этой уникальной молекулы заняли более двух лет, и результаты превзошли все ожидания! Молекулы оказались стабильными в нормальных условиях и обеспечивают высокую проводимость. 🤩 Это действительно может изменить восприятие электроники, ведя к созданию более компактных и энергоэффективных устройств, что говорит Ван.

Правда, пока что способность проводимости молекулы уменьшается с её увеличением, но это не помешает дальнейшим исследованиям! "Эти молекулы являются необходимыми для передачи, обработки и хранения информации в будущих вычислениях," — добавляет Ван.

"Уникальность нашей молекулярной системы в том, что электроны перемещаются по молекуле, как пули, и это делает её наиболее эффективным способом электрохимии."

Новые возможности в квантовых вычислениях

Ван подчеркивает, что данная молекула открывает новые горизонты в квантовой информатике. Сверхвысокая проводимость достигается благодаря интересным взаимодействиям электронных спинов на концах молекулы. 🌌

"Это может позволить использовать нашу молекулярную систему в качестве кубита — ключевого элемента для квантовых вычислений."

Для того, чтобы продемонстрировать проводимость данной молекулы, команда использовала сканирующий туннельный микроскоп. Они применили технику, известную как STM break-junction, что позволило им измерить проводимость именно одной молекулы.

"С практической точки зрения, эта молекула — огромный шаг вперед. Благодаря своей химической стабильности она может быть интегрирована с существующими наноэлектронными компонентами чипов и использоваться в качестве проводника или межсоединений между чипами.", — комментирует Шири.

Доступность и экономия

Кроме того, замечается, что молекула состоит из доступных и недорогих материалов, и её практическое создание возможно в лабораторных условиях.

"Эта молекулярная система функционирует так, как не может это сделать ни один из текущих материалов," — заключает Ван. "Это открывает возможности для создания более мощных и эффективных вычислительных устройств без увеличения стоимости."

🔍 Итак, что же нас ждёт в будущем? Так или иначе, новое открытие может стать стартовой площадкой для революции в вычислительных технологиях. 🚀 Мы лишь на пороге зрелищного преобразования, и, кто знает, какую ещё природу скрывает наука?!