Betrouwbare moleculaire schakelaar

24 april 2017, 00:00
De schakelaar kan mechanisch en elektrostatisch worden bediend (afbeelding: KIT).
De schakelaar kan mechanisch en elektrostatisch worden bediend (afbeelding: KIT).
Nanotechnologie zorgt steeds weer voor nieuwe records op het gebied van miniaturisatie. Aan de verkleining van de afmetingen van elektronische componenten zijn echter fysieke grenzen gesteld die in de nabije toekomst bereikt zullen worden. Dat betekent dat nieuwe materialen en componenten nodig zullen zijn - en daar gaat moleculaire elektronica een rol spelen. Onderzoekers aan het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zijn erin geslaagd een moleculaire tuimelschakelaar te ontwikkelen die niet alleen in de gekozen stand blijft staan, maar ook zo vaak als gewenst betrouwbaar omgeschakeld kan worden zonder dat er deformatie optreedt.

‘Wanneer conventionele componenten op basis van silicium (zoals een schakelaar) worden vervangen door afzonderlijke moleculen, kunnen elektronische schakelingen wellicht een factor 100 kleiner geconstrueerd worden,’ aldus Lukas Gerhard van het Institute of Nanotechnology van het KIT.

De basisstructuur van de elektromechanische moleculaire schakelaar bestaat uit enkele koolstofatomen. Drie zwavelatomen vormen de ‘voetjes’ die op een glad goudoppervlak zijn bevestigd. De schakelarm eindigt in een nitrilgroep met een stikstofatoom. De schakelaar wordt omgezet wanneer een spanning wordt aangelegd. Het resulterende elektrische veld oefent een kracht uit op de lading van het stikstofatoom. Op die manier wordt contact gemaakt met een tweede elektrode (in de proefopstelling de gouden tip van een scanning tunneling microscoop).

De schakelaar is in totaal niet groter dan één nanometer.  Ter vergelijking: de kleinste structuren die momenteel in de halfgeleidetechnologie wordt toegepast, hebben afmetingen van 10 nm of meer.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items