Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

TISKOVÁ ZPRÁVA — Mezinárodní tým výzkumníků z Queen Mary University of London, University of Oxford, Lancaster University a University of Waterloo vyvinul nový jednomolekulární tranzistor, který využívá kvantovou interferenci k řízení toku elektronů.

S využitím těchto kvantových efektů vědci postavili nový tranzistor. Vodivý kanál tranzistoru je jediný zinkový porfyrin, molekula, která může vést elektřinu. Porfyrin je vložen mezi dvě grafenové elektrody, a když je na elektrody přivedeno napětí, tok elektronů molekulou lze řídit pomocí kvantové interference.

V případě nového tranzistoru výzkumníci zapínali a vypínali tranzistor tím, že kontrolovali, zda elektrony konstruktivně (zapnuto) nebo destruktivně (vypnuto) při průchodu molekulou porfyrinu zinku.

Vědci zjistili, že nový tranzistor má velmi vysoký poměr zapnutí/vypnutí, což znamená, že jej lze velmi přesně zapínat a vypínat. Zásadní roli v tom hraje destruktivní kvantová interference tím, že eliminuje prosakující tok elektronů z kvantového tunelování přes tranzistor, když má být vypnut. Zjistili také, že tranzistor je velmi stabilní, předchozí tranzistory vyrobené z jediné molekuly dokázaly předvést pouze několik spínacích cyklů, nicméně toto zařízení lze provozovat po stovky tisíc cyklů, aniž by se porouchalo.

"Naše výsledky ukazují, že kvantovou interferenci lze použít k řízení toku elektronů v tranzistorech a že to lze provést způsobem, který je účinný a spolehlivý," řekl spoluautor profesor Jan Mol. "To by mohlo vést k vývoji nových typů tranzistorů, které jsou menší, rychlejší a energeticky účinnější než současná zařízení."

Výzkumníci také zjistili, že kvantové interferenční efekty by mohly být použity ke zlepšení podprahového výkyvu tranzistoru, což je míra citlivosti tranzistoru na změny v hradlovém napětí. Čím nižší je podprahový výkyv, tím je tranzistor účinnější. Tranzistory výzkumníků měly podprahové kolísání 140 mV/dec, což je lepší než podprahové kolísání uváděné u jiných jednomolekulárních tranzistorů a srovnatelné s většími zařízeními vyrobenými z materiálů, jako jsou uhlíkové nanotrubice.

Podáváme zprávu o výrobě jednoelektronového tranzistoru na bázi feritinu za použití širokých samonastavitelných nanogap zařízení. Lokální brána pod oblastí mezery umožňuje třísvorková elektrická měření, ukazující Coulombovu blokádu v dobré shodě s teorií jednoelektronového tunelování. Srovnání s touto teorií umožňuje extrakci tunelových odporů, kapacit a hradlové vazby. Data navíc naznačují přítomnost dvou samostatných ostrovů spojených v sérii nebo paralelně: informace, které nebylo možné rozlišit pouze pomocí dvoukoncových měření. Pro interpretaci vlastností přenosu náboje navrhujeme scénář založený na zavedených konfiguračních strukturách feritinu zahrnujících buď místa železa v organickém obalu, nebo dva odlišné shluky v jádře.

samponek píše:říkala to docentka z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd České republiky v Praze, která na molekulárním dvojelektronovém tranzistoru pracuje...

samponek píše:Zpráva vydaná byla 6. září 2024