Их исследование будет опубликовано в журнале Nature Chemistry 4 апреля 2016 года.«Создание и определение характеристик самого маленького диода в мире — важная веха в развитии молекулярных электронных устройств», — объясняет д-р Йони Дуби, научный сотрудник химического факультета BGU и Института наноразмерных исследований и технологий Илзе Кац. «Это дает нам новое понимание механизма электронного транспорта».Постоянный спрос на большую вычислительную мощность раздвигает ограничения современных методов. Эта потребность побуждает исследователей искать молекулы с интересными свойствами и находить способы установления надежных контактов между молекулярными компонентами и объемными материалами в электроде, чтобы имитировать обычные электронные элементы на молекулярном уровне.
Примером такого элемента является наноразмерный диод (или молекулярный выпрямитель), который работает как клапан, облегчая прохождение электронного тока в одном направлении. Набор этих наноразмерных диодов или молекул имеет свойства, которые напоминают традиционные электронные компоненты, такие как провод, транзистор или выпрямитель.
Возникающая область электроники с одной молекулой может предоставить способ преодолеть закон Мура — наблюдение, что за историю вычислительного оборудования количество транзисторов в плотной интегральной схеме удваивалось примерно каждые два года — за пределами обычных кремниевых интегральных схем. схемы.Группа профессора Бинцянь Сюй из инженерного колледжа Университета Джорджии взяла одну молекулу ДНК, состоящую из 11 пар оснований, и соединила ее с электронной схемой размером всего несколько нанометров.
Когда они измерили ток через молекулу, она не показала особого поведения. Однако, когда слои молекулы, называемой «коралин», были вставлены (или интеркалированы) между слоями ДНК, поведение цепи резко изменилось.
Ток подскочил в 15 раз больше отрицательного напряжения по сравнению с положительным — необходимая особенность нанодиода. «Таким образом, мы сконструировали молекулярный выпрямитель, вставив определенные небольшие молекулы в спроектированные нити ДНК», — объясняет профессор Сюй.Доктор Дуби и его ученица Элинор Зерах-Харуш построили теоретическую модель молекулы ДНК внутри электрической цепи, чтобы лучше понять результаты эксперимента. «Модель позволила нам идентифицировать источник диодоподобной особенности, которая возникает из-за нарушения пространственной симметрии внутри молекулы ДНК после введения коралина».