Ученые из Северо-Западного университета (штат Иллинойс, США)
разработали особый наноматериал, который открывает совершенно новые перспективы
для электроники. Под управлением специальных сигналов ячейки этого материала
могут менять свои свойства, выступая в роли отдельных резисторов, выпрямителей,
диодов или транзисторов. В результате микросхема из такого материала сможет
динамически перестраиваться и адаптироваться к меняющимся задачам и потребностям.
Как поясняет Бартош Гржибовски (Bartosz A. Grzybowski),
известный химик и один из ведущих соавторов нового материала, новая технология
позволяет буквально «рулить» потоками электронов. Как в ирригационных системах,
перенаправляющих потоки воды на поля, новый материал позволяет распределять
входящий поток электронов на несколько потоков, идущих одновременно в
совершенно разных направлениях внутри крупного фрагмента однородного материала.
Для получения новой наноэлектронной схемы с возможностью
динамической перестройки соединений и функций каждого элемента исследователи
объединили традиционные кремниевые элементы с полимерными компонентами. Главной
составляющей нового материала, пока не имеющего отдельного названия, являются
электропроводящих наночастицы диаметром около 5 нанометров, покрытых
специальным, положительно заряженным слоем. Эти частицы плавают среди
отрицательно заряженных атомов, которые можно переконфигурировать, приложив
соответствующий электрический заряд.
В своей первой публикации, где освещаются вопросы создания
базовых электронных компонентов из нового наноматериала, авторы показывают
возможность модуляции областей с высокой и низкой электропроводностью. В
результате такой модуляции появляется возможность проложить для электронов путь
специальной формы, по которому они будут проходить сквозь материал. Старые
«дороги» для электронов можно уничтожать, полностью стирая их за счет
притягивания и отталкивания «моря» из отрицательно заряженных атомов, в котором
плавают те самые частицы с положительно заряженным покрытием. Более сложные
электронные компоненты, включая диоды и транзисторы, можно создавать, используя
различные комбинации из наночастиц разных типов.
В перспективе, как считают авторы исследования, подобные
материалы могут использоваться для создания компьютеров, которые будут
перестраивать собственную структуру в соответствии с поставленной задачей.
Кроме использования структур из нового материала в качестве трехмерных шлюзов
между традиционными технологиями, обратимые свойства таких систем позволяют вносить
изменения в электронную схему в любой необходимый момент, как только это будет
нужно.
Статья о создании нового наноматериала опубликована в
авторитетном журнале Nature
Nanotechnology под названием «Dynamic Internal Gradients Control and Direct Electric Currents Within Nanostructured Materials» (Управление динамическими
внутренними градиентами и направленные электрические токи в материалах с
наноструктурой).
По материалам сайтов Science Daily
и The
Register.
|
