Ученым из Технологического института Карлсруэ (Германия) и
Базельского Университета (Швейцария) удалось изготовить светящиеся
электронные компоненты из отдельных молекул.
Исследование способствует развитию новых оптоэлектронных компонентов,
основанных на отдельных молекулах. В рамках этого эксперимента
специально созданные молекулы с люминесцентным ядром помещались между
элекродами углеродной нанотрубки, вызывая электрический заряд.
Молекулярная электролюминесценция была доказана с помощью
спектроскопического отпечатка молекулы. Были использованы специально
созданные для этого эксперимента молекулы и электроды углеродной
нанотрубки.
Работа выполнена научной группой, в состав которой вошли
профессор-химик Марсель Майор (Marcel Mayor), представляющий
Технологический институт Карлсруэ и Базельский университет, физики –
доктор Ральф Крупк (Ralph Krupke, Карлсруэ) и профессор Гилберт
В.Ленейсен (Hilbert v. Lцhneysen, Карлсруэ).
Молекулярная электроника занимается переносом заряда через молекулы.
Долгосрочная цель состоит в том, чтобы разработать молекулярные схемы
для высокопроизводительных компьютеров с низким энергопотреблением. Это
подтверждается настоящим экспериментом, в котором отдельные, плотно
встроенные молекулы светятся при электрическом возбуждении. Полученые
данные расширяют представление о молекулярной электронике.
Ученым нужно было объединить структуры "снизу-вверх" (молекулы) и
"сверху-вниз" (электроды) и оперировать с критическими размерами. Чтобы
обеспечить перенос разряда и световое излучение, электронные и
оптические свойства молекулы и электродов нанотрубки должны
соответствовать друг другу.
Этим требованиям соответствовали 7,5-нанометровые стержнеобразные
молекулы с реагирующим на свет ядром. Эти молекулы были синтезированы
доктором Серджио Грюндером (Sergio Grunder) и доктором Альфредом
Блажиком (Alfred Błaszczyk). Углеродные нанотрубки разработал доктор
Франк Хеннрик (Frank Hennrich) из рабочей группы профессора Манфреда
Каппеса (Manfred Kappes, Карлсруэ). Посредством управляемого, вызванного
током окисления, доктор Кристоф В. Маркуардт (Christoph W. Marquardt)
вырастил нанотрубковые электроды с минутным интервалом (более 10
нанометров). Молекулы в растворе осаждаются между нанотрубковыми
электродами посредством диэлектрофореза – полевого типа самоорганизации.
Специальные якорные группы на концах молекул обеспечивают достаточную
стабильность соединения «нанотрубка-молекула-нанотрубка». Если к этому
соединению применить напряжение в несколько вольт, молекула начнет
светиться. С помощью чувствительной микроскопической установки
исследователи уловили этот свет и доказали, что он исходит из ядра
молекулы.
