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Die Elektronik unterliegt einem neuen Regelwerk auf molekularer Ebene

Die Elektronik unterliegt einem neuen Regelwerk auf molekularer Ebene

In einem Artikel in der Zeitschrift veröffentlicht Natur Nanotechnologie Am 2. September 2012 untersuchen Wissenschaftler des Brookhaven National Laboratory des US-Energieministeriums und der Abteilungen für Chemie und angewandte Physik der Columbia University die Gesetze zur elektronischen Leitfähigkeit von Schaltkreisen auf molekularer Ebene.

Die Leitfähigkeit misst den Grad, in dem ein Stromkreis Strom leitet. Wenn in einer einfachen Schaltung die Widerstände parallel geschaltet sind, können die Elektronen über zwei verschiedene Pfade fließen, und die Leitfähigkeit der gesamten Schaltung ist einfach die Summe der Leitfähigkeit jedes Widerstands.

In einem molekularen Kreislauf folgen die Regeln für den Stromfluss jedoch den Grundprinzipien der Quantenmechanik. In den meisten unimolekularen Schaltkreisen verhalten sich die Moleküle nicht wie herkömmliche Widerstände. Stattdessen passieren Elektronen das Molekül. Seit einigen Jahren vermuten Nanotechnologie-Experten, haben aber nicht bewiesen, dass Quanteninterferenzeffekte die Leitfähigkeit eines Zweiwegeschaltkreises bis zu viermal höher machen als die Leitfähigkeit eines Einwegschaltkreises.

Unter Verwendung eines neuen Ansatzes stellten die Wissenschaftler fest, dass Moleküle mit zwei eingebauten Pfaden eine Leitfähigkeit hatten, die größer war als die Summe der Leitfähigkeit jedes Pfades, obwohl der Anstieg nicht so groß war wie erwartet.

Die Gruppe vermutet, dass bei der Berechnung der Leitfähigkeit eines Molekülkreislaufs andere Faktoren berücksichtigt werden müssen, beispielsweise die Art der Bindung zwischen dem Molekül und den Elektroden. Derzeit untersuchen sie andere wichtige Fragen in der molekularen Elektronik, einschließlich der Änderung des Geräts bei Verwendung verschiedener Metalle.

Quelle: http://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=11449


Video: Petra Schwille, Direktorin, Max-Planck-Institut für Biochemie - ARD-alpha (Oktober 2020).