Материал: Презентация УФЭ (9)

Устройства функциональной

электроники

1

Функциональная молекулярная электроника

Функциональная молекулярная электроника представляет собой направление в функциональной электронике, в котором изучаются процессы переноса и хранения информационного сигнала в молекулярных системах, а также разработка

молекулярно-инженерных технологий для создания приборов и устройств обработки и хранения информации.

Идеи молекулярной электроники несколько отличаются от идей микроэлектроники. В процессе создания и микроминиатюризации приборов микроэлектроники создаются технологические процессы, связанные с удалением лишнего материала, изменением проводящих свойств материала с целью создания физических барьеров и переходов.

В молекулярной электронике развиваются методы конструирования и изготовления органических молекул с заданными свойствами, методы агрегации молекул нескольких типов.

Первые методы связаны с созданием материалов с заданными электрическими свойствами путем подбора размеров молекул, их формы, взаимного пространственного их расположения, параметров различных функциональных групп молекул. Этот метод получил название молекулярная инженерия и

с его помощью разработана концепция создания молекулярного электронного прибора.

2

Функциональная молекулярная электроника

Молекулярное устройство приобрело статус электронного устройства после того,

как были изготовлены переключатели и инверторы на молекулярном уровне.

Проводниками, линиями межсоединений в таких структурах служат одномерные полимеры типа трансполиацетилена ( ) или нитрида серы ( ) . Электрически механизм переключения на молекулярном уровне эквивалентен изменению валентности молекул. Валентность же связана с туннелированием электронов через неширокие периодические решетки, образованные молекулами.

Электрон способен преодолеть периодическую молекулярную решетку только при определенных значениях энергии. Электроны свободно проходят через систему потенциальных барьеров при условии равенства или превышения энергии псевдостационарного уровня.

3

Функциональная молекулярная электроника

Управление в подобных структурах осуществляется регулированием высоты барьера или глубины ямы внешними факторами.

Среди таких механизмов – 1) перемещение положительного или отрицательного заряда внутри молекулярной цепочки, 2) переключение потока туннелирующих электронов путем смещения высоты псевдоэнергетических барьеров.

Этот метод развивает схемотехнические принципы обработки информации и ее хранения.

Молекулярный аналог элементарной логической ячейки «И – НЕ» строится на базе тетрамерной производной с диазосвязями.

Периодический потенциал формируется четвертичными атомами азота, входящими в структуру. Две из четырех контрольных групп могут управляться потоками заряда через цепочки ( ) путем нейтрализации положительного заряда.

4

Функциональная молекулярная электроника

Молекулярная ячейка типа «ИЛИ – НЕ» представляет собой набор колец фталоцианида галлия, связанных фтором. Соединения типа – обеспечивают

заземление и связь с отрицательным потенциалом, а также с выходным выводом

( ) .

5