Ученые создали транзистор из одной молекулы

Физикам из Мичиганского технологического университета удалось получить работающую модель переключателя, состоящего из одной молекулы. Работа исследователей опубликована в журнале Physical Review Letters. Это открытие может увеличить вычислительную мощность современных компьютеров в тысячи раз и помочь решить проблему надвигающегося предела миниатюризации.

Вся современная вычислительная техника построена на использовании транзисторов. Транзистором называется полупроводниковое устройство, которое предназначено для управления током в цепи двух электродов при помощи третьего. Можно сказать, что, регулируя напряжение на управляющем электроде, мы меняем сопротивление в цепи. Одной из функций транзистора является функция выключателя, то есть устройства, прерывающего движение тока, при подаче напряжения на управляющий электрод.

Создатели мономолекулярного переключателя поместили молекулу специального соединения между золотыми электродами. При силе тока в 142 микроампера в цепи резко изменилось сопротивление. Это стало следствием изменения квантового состояния электронов в молекуле под воздействием электромагнитного поля.

В 1965 году Гордон Мур, один из основателей компании Intel, сформулировал тезис, получивший название закон Мура. Этот закон утверждает, что количество транзисторов, помещающихся на одном чипе, удваивается каждые 2 года при сохранении стоимости чипа. В настоящее время размеры транзисторов составляют 45-65 нанометров, на подходе 32-нанометровые элементы.

Ожидается, что в 2020 году процесс миниатюризации остановится. Транзисторы достигнут такого размера, что уже не будут подчиняться законам классической физики, на которых построена работа современных вычислительных машин. Чтобы вычислительная техника развивалась дальше, необходимо либо сменить принципы работы (получив квантовый компьютер), либо создать принципиально новый транзистор. Американские исследователи считают, что их переключатель является важнейшим шагом на пути создания нового транзистора.