Диода као молекул

Замислите диоду танку (или дебелу) као један једини молекул или само један и по нанометар (милионити део милиметра). Шездесетак пута ужу од људске власи, голим оком невидљиву. Није нимало лако, зар не?

Молекуларни електроничари из компаније "Филипс" и са Универзитета у Гронингену (Холандија) недавно су начинили такву сићушну направу у виду танког премаза, која се, иначе, утискује у уобичајена пластична електронска кола. Шта су, у ствари, урадили?

Ако бисмо то слободно дочарали, узгајили су – попут биолога у петријвим шољама – танушне наслаге твари погодне за употребу у електронским справама. Поступак се заснива на познатом начелу молекуларног самоуређивања (самоорганизације), а описан је у чувеном научном часопису "Природа" (Nature).

Угледање на природу

Иако је још у повоју, баратање молекулима стручњаци најављују као следећи велики (револуционарни) скок у пластичној електроници. Једноставно, састојке тање од пречника молекула уграђиваће у будућа електронска кола.

Уместо да користе фотолитографско снимање или штампање, којима се урезују усеци и жлебови милион пута ужи од милиметра (нано величине), натераће органске молекуле да стварају такве облике самоорганизовањем. Узори за угледање нађени су у природи: фотосинтеза у биљкама (проток енергије и хранљивих твари) или пренос надражаја у нервној мрежи сисара. И сваки пут се то изведе другачије и делотворније него да су се умешали човек или машина.

"Молекуларна електроника се не надмеће са силицијумском која се данас користи у производњи интегрисаних кола", објашњава Дао де Леув, научни саветник у Филипсу и члан тима који је начинио поменути продор. "За сада је занимљива за израду пластичних електронских делова, због примене на ниској температури и малих трошкова."

Протеклих 20–30 година искушано је мноштво разноврсних приступа, али није начињен пробој који је оволико обећавао. Електронске диоде молекулских размера једино су могуће уколико су молекули уметнути између две металне електроде, углавном од злата, као у својеврсном сендвичу. У строго подешеним условима молекули сами од себе образују један једини густи слој на доњем делу обе електроде.

Рупице у полимеру

У многим досадашњим покушајима није успевало једноставно наношење металних електрода на такав слој. Сва настојања завршавала су се прекидом напајања (струјни ток), изазваним успостављањем везе између електрода, иако дотични премаз није био дебљи од једног до два нанометра.

Поступак који су осмислили на Универзитету Гронинген и у "Филипсовој" лабораторији користи монослој (један), предодређен да ствара рупице у полимеру, којим се премазује доњи део електрода. Кључ успеха се, дакле, крије у наношењу додатног премаза пластичне електроде на слоју пре него што се постави метална електрода. Тако пластична електрода заштићује тај слој и омогућује стављање нешкодљивих златних електрода.

"Смислили смо поуздан поступак самообликовања (самоорганизација) пожељних молекуларних диода", истиче др Бер де Бер, који проучава материјале на Универзитету Гронинген. "Први пут смо у прилици да понављамо мерења на молекулским спојевима, што је суштина будуће употребе молекуларне електронике."