Saklar Yang Mungkin Paling Kecil: Atom Emas Tunggal Membentuk Kontak

Jan. 22, 2009 —Saklar lebih mekanis sebuah saklar elektronik yang paling kecil dari suatu jenis yang tidak pernah dilihat sebelumnya. Itulah ahli ilmu fisika Marius Trouwborst meringkas hasil-hasil dari riset PhD nya pada arus elektrik melalui atom-atom dan molekul-molekul. "Tujuan yang terakhir dari nanotechnology adalah untuk menggunakan molekul-molekul untuk elektronika," Ia berkata. "Bahwa tujuan sudah sekarang datang selangkah semakin dekat."

Kemajuan yang mahabesar di dalam teknologi informasi adalah sebagian besar dihubungkan dengan fakta bahwa bagian elektronik di dalam komputer-komputer menjadi lebih kecil dan lebih kecil. Dan lebih kecil secara otomatis berarti lebih murah dan lebih cepat. Di masa empat puluh tahun lalu, banyaknya transistor-transistor di suatu chip computer sudah menggandakan setiap dua tahun. Bagaimanapun, dalam sepuluh tahun mulai sekarang, kita akan menjangkau suatu batas yang secara fisik, perkiraan-perkiraan Trouwborst. Pada batas ini, prinsip-prinsip transistor itu dasar tidak pekerjaan lebih panjang dengan baik.

Jika kita ingin melanjutkan dengan membuat komputer-komputer lebih cepat, metoda-metoda baru harus ditemukan. Satu kemungkinan untuk menggunakan atom-atom dan molekul-molekul. Riset Trouwborst yang pokok di transpor elektron melalui atom-atom dan molekul-molekul yang individu berkait dengan pencarian ini.

Selama riset, Trouwborst mengembangkan suatu metoda yang baru untuk mengorganisir atom-atom emas sedemikian sehingga suatu saklar sangat mekanis kecil bisa dibuat dengan itu: hanya suatu atom emas membentuk kontak. Sebagai tambahan, Trouwborst membangun suatu jenis yang baru dari saklar elektronik dari ukuran benda paling kecil yang sama.

Mengunyah karet

Metoda bekerja dengan suatu yang disebut simpangan retakan. Pertama-tama, suatu kawat emas ditempatkan ke suatu potongan dari plastik yang fleksibel. Sekarang juga secara hati-hati membengkokkan potongan, emas memasang kawat pelan-pelan rentang ke luar, seperti halnya mengunyah karet. Tepat sebelum itu pecah, kawat mempunyai suatu garis tengah dari atom emas nya. Sangat hati-hati lenturan lebih lanjut ( di nanoscale) gerakkan akhir suatu jarak yang kecil jauh dari satu sama lain. Meski kawat-kawat itu kini diceraikan, retak itu adalah bukanlah pasti. Secepat itu adalah sangat, sangat secara hati-hati bengkokkan kembali ke sekring akhir posisi bersama-sama lagi.

Trouwborst mengulangi lenturan hal ini mondar-mandir berkali-kali, dengan sangat hati-hati. Setiap kali kawat pecah, atom-atom di dalam keduanya tertata dengan cara yang berbeda. Trouwborst menemukan bahwa ini reorganisasi secara berangsur-angsur menjadi lebih reguler. Akhirnya, pokok kelihatan secara hati-hati seperti piramida-piramida berbadan tegap dari bola bilyar dengan suatu atom di puncak kulminasi. "Dengan menggerakkan keduanya bolak-balik dengan jarak 01 nanometer, saklar itu dapat dinyalakan dan dimatikan," katakan Trouwborst.

Molekul yang Diitangkap

Lebih dari itu, sistim itu dapat juga digunakan untuk ‘tangkapan' suatu molekul antara akhir. Yang bermanfaat karena mempelajari karakteristik-karakteristik elektronik molekul itu. Ketika satu voltase elektrik memberi petunjuk sebagai akhir, semua transpor elektron mengalami molekul tunggal itu di dalam pertengahan.

Trouwborst menggunakan molekul hidrogen untuk risetnya. Ketika meningkatkan voltase, molekul hidrogen mulai untuk menggetarkan antara akhir dari emas. Trouwborst menemukan bahwa itu resisnten lalu tiba-tiba berubah, itu melompat ke bawah. "Anda hanya dapat memutar sistim hidup atau mati dengan membuat molekul-molekul bergetar atau tidak," katakan Trouwborst. "Saklar jenis ini tidak pernah ditunjukkan sebelumnya."

Penyebab yang tak dikenal

Meski berhubungan dengan bergetar molekul-molekul, eksak penyebab perilaku alihan hal ini masih tidak dikenal. Trouwborst mencurigai sesuatu dengan suatu peralihan fase. Lebih banyak riset diperlukan sebelum saklar-saklar itu dapat digunakan sebenarnya. Bagaimanapun, "apa yang pasti," katakan Trouwborst, "bahwa hal itu menyediakan pengertian yang mendalam baru di jalan untuk menggunakan molekul-molekul sebagai unsur-unsur bangunan fungsional di dalam elektronika dari masa depan."

Diadaptasi dari Universitas Groningen.