|
|
Механическая память на основе НЭМСОснова механоэлектрической молекулярной электроники — молекулы, которые при воздействии извне могут изменять свое электрическое состояние или конфигурацию. Исследователи из Калифорнийского института давно занимаются механоэлектрическими системами, на основе которых можно создать ряд наноэлектромеханических систем (НЭМС): актюаторы и механическую память. О последних достижениях в этой области ученые доложили в декабрьском выпуске журнала Science 2004 г. — о НЭМС, с помощью которых исследователи надеются создать механоэлектрическую память. «Современная молекулярная электроника находится в зародышевом состоянии, - говорит Амар Флуд, исследователь из UCLA и автор публикации в Science. — Необходимо пояснить, что молекулярная электроника — это комбинация активных молекул и электронных схем. Пока еще рано говорить о том, как быстро результаты этой "свадьбы" появятся на рынке, но ее вклад в развитие науки уже очевиден». Одно из первых применений молекулярных машин, которые уже изготовлены учеными, — механоэлектрическая память. Первые попытки создать из отдельных молекул механические системы были предприняты Флудом, Стоддартом и их командой еще в 1996 г. В середине 2004 г. им удалось создать молекулярный элеватор — НЭМС, которая состоит из стержня и молекулы-лифта. При подаче электрического потенциала на элеватор молекула-лифт передвигалась вдоль стержня. Направление движения элеватора можно было изменить, переключив полярность активирующего потенциала. Различные типы элеваторов можно увидеть на рис. 10.4. Нужно отметить, что эта НЭМС активируется не только электричеством, но и световой энергией, а также определенными химическими катализаторами. В качестве лифта в системе 1-го типа ученые использовали молекулу правильного ротаксана, в системе 2-го типа - молекулу катенана и в системе 3-го типа - молекулу псевдоротаксана.
Эти молекулы особенны тем, что при захвате молекулой электрона она может изменить свой энергетический потенциал, а находясь в составе наносистемы — изменить положение в пространстве. Так, ротак-саны в наносистемах движутся линейно, в то время как катенаны вращаются вокруг оси стержня, на котором находятся (рис. 10.5).
Этот же принцип применялся исследователями при конструировании памяти. Как говорит Флуд, они спроектировали 64-битную RAM-память на основе НЭМС-ячеек, использующих ротаксаны. При этом размеры новой памяти бьют рекорды, установленные законом Мура. Флуд и Стоддарт уже создали элементарную ячейку памяти, которая переключается в логическое состояние «1» и «О» при подаче на нее электрического потенциала. На рис. 10.6 можно видеть принцип действия новой НЭМС-памяти.
«Когда мы подали положительный импульс на ячейку, молекула ротаксана передвинулась в состояние «1», а когда мы изменили полярность напряжения, она переместилась к положению, обозначающему «О», — сказал Стоддарт. — Мы проверили работу устройства, заставив его длительно переключаться. При этом мы смогли менять скорость переключения! Мы изменяли частоту переключения от 10 000 раз в секунду до 10 раз. При этом, когда молекулы находились в разных средах, скорость переключения также менялась». Самое интересное в исследовании состоит в том, что, используя различные полимеры в качестве основы для перемещения ротаксанов, ученые добились изменения цвета молекулы (т.е. изменение в излучаемом свете). В опыте применялись переключатели с красного на зеленый. По словам Стоддарта, новые устройства могут работать даже в дисплеях! При этом дисплеи будут механическими, т.е. принципиально новыми для современной компьютерной промышленности! Но конечно, до создания только прототипов таких устройств еще далеко — от трех до пяти лет. «Мы очень гордимся тем, что нам удалось создать принципиально новые наносистемы. Я думаю, что это один из шагов к тому, что называют молекулярным производством», — закончил Стоддарт.   Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
