Свидиненко Юрий (Svidinenko)
Основа механоэлектрической молекулярной электроники - молекулы, которые при воздействии извне могут изменять свое электрическое состояние или конфигурацию. Исследователи из Калифорнийского института давно занимаются механоэлектрическими системами, на основе которых можно создать ряд НЭМС-актюаторов и механическую память. О последних достижениях в этой области ученые доложили в декабрьском выпуске журнала Science. В этой статье мы расскажем о НЭМС-системах, с помощью которых исследователи надеются создать механоэлектрическую память.
"Современная молекулярная электроника находится в зародышевом состоянии", - говорит Амар Флуд, исследователь из UCLA и автор публикации в Science. - "Необходимо пояснить, что молекулярная электроника - это комбинация активных молекул и электронных схем. Пока еще рано говорить о том, как быстро результаты этой свадьбы появятся на рынке, но ее вклад в развитие науки уже очевиден".
Рис. 1. Типы молекулярных элеваторов
Одно из первых применений молекулярных машин, которые уже изготовлены учеными, - механоэлектрическая память. Первые попытки создать из отдельных молекул механические системы были предприняты Флудом, Стоддартом и их командой еще в 1996 году. В середине 2004 им удалось создать молекулярный элеватор - НЭМС-систему, которая состоит из стержня и молекулы-лифта. При подаче электрического потенциала на элеватор молекула-лифт передвигалась вдоль стержня. Направление движения элеватора можно было изменить, переключив полярность активирующего потенциала. Различные типы элеваторов можно увидеть на рис.1. Нужно отметить, что эта НЭМС-система активируется не только электричеством, но и световой энергией, а также определенными химическими катализаторами. В качестве лифта в системе 1 типа ученые использовали молекулу правильного ротаксана; во 2-й - молекулу катенана; и в 3-й - молекулу псевдоротаксана.
Рис. 2. Активация молекул ротаксана и катенана
Эти молекулы особенны тем, что при захвате молекулой электрона она может изменить свой энергетический потенциал, а находясь в составе наносистемы - изменить положение в пространстве. Так, ротаксаны в наносистемах движутся линейно, в то время как катенаны вращаются вокруг оси стержня, на котором находятся (см. рис. 2).
Этот же принцип использовался исследователями при конструировании памяти. Как говорит Флуд, они спроектировали 64-битную RAM-память на основе НЭМС-ячеек, использующих ротаксаны. При этом размеры новой памяти бьют рекорды, установленные законом Мура.
Рис. 3. Модель молекулярной памяти на основе молекул ротаксанов
Флуд и Стоддарт уже создали элементарную ячейку памяти, которая переключается в логическое состояние 1 и 0 при подаче на нее электрического потенциала. На рис. 3. можно видеть принцип действия новой НЭМС-памяти.
"Когда мы подали положительный импульс на ячейку, молекула ротаксана передвинулась в состояние 1, а когда мы изменили полярность напряжения, она переместилась к положению, обозначающему 0", - сказал Стоддарт. - "Мы проверили работу устройства, заставив его длительно переключаться. При этом мы смогли менять скорость переключения! Мы изменяли частоту переключения от 10000 раз в 1 секунду до 10 раз. При этом, когда молекулы находились в разных средах, скорость переключения также менялась," - говорит Стоддарт.
Самое интересное в исследовании состоит в том, что, используя различные полимеры в качестве основы для перемещения ротаксанов, ученые добились изменения цвета молекулы (т.е. изменение в излучаемом свете). В опыте использовались переключатели с красного на зеленый. По словам Стоддарта, новые устройства могут работать даже в дисплеях! При этом дисплеи будут механическими, т.е. принципиально новыми для современной компьютерной промышленности! Но, конечно, до создания только прототипов таких устройств еще далеко - от трех до пяти лет.
"Мы очень гордимся тем, что нам удалось создать принципиально новые наносистемы. Я думаю, что это один из шагов к тому, что называют молекулярным производством", - закончил Стоддарт.
Список
литературы
1. Nanotechnology-Now: Rapid Progress Reported In Emerging Field Of Molecular Electronics
2. Stoddart Supramolecular Chemistry Group, UCLA: Molecular Electronics
3. Stoddart Supramolecular Chemistry Group, UCLA: Molecular Electronics
Другие работы по теме:
Физика
Механическое движение. V= S/t S =Vt t =S/V Где: Скорость(км/ч), Расстояние(км), Время(ч). …………………………………………………………………………………………… Плотность и Объём.
Память и ее виды
Образная память. Двигательная (моторная) память. Характеристика основных процессов памяти. Закономерности запоминания информации.
Основные понятия психологии
Тест по психологии 1. Психология это: А) наука, изучающая объективные закономерности и механизмы психики; Б) наука о поведении; В) научное исследование поведения и внутренних психических процессов и практическое применение получаемых знаний.
Эмоциональная память
Эмоциональная память. Следует начать на самом понятии «память». В широком смысле слова под биологической памятью понимают свойство живой системы хранить след от воспринятого раздражения. В такой общей формулировке понятие «память» объемлет очень широкий спектр явлений, в связи с чем, говоря о памяти высших животных и человека, предпочтительно подразумевать способность организма в процессе своей индивидуальной жизни запечатлевать, хранить, воспроизводить и забывать воспринятую информацию.
«Взаимодействие процессов»
Курс «Операционные системы и среды» предполагает изучение нового материала и углубление на более высоком проблемно-теоретическом уровне уже изученного по курсу «Информатика»
Обзор биологических наномоторов
Многие молекулярные наномашины, давно работающие в живых организмах, могут послужить первыми строительными кирпичиками будущих нанороботов. Причем таких "моторов" в природе достаточно много.
TOP 10 нанопродуктов 2004
Прогнозы развития объема нанорынка к 2015 году довольно оптимистичны: 1 миллиард долларов. Нанотехнологии развиваются на сегодняшний день по экспоненциальной зависимости, поэтому объем рынка тоже может вырасти так же быстро.
Фенилаланин
Фенилаланин - это незаменимая аминокислота. Эта аминокислота влияет на настроение, уменьшает боль, улучшает память и способность к обучению, подавляет аппетит.
Скуратов, Алексей Иванович
Введение 1 Память Введение Русская карта Дальнего Востока (1745). Алексей Иванович Скуратов — один из первых русских исследователей Арктики. Участник Великой Северной экспедиции.
Корделин, Альфред
Введение 1 Биография 2 Память Список литературы Введение Альфред Корделин (фин. Alfred Kordelin, 6 ноября 1868(18681106), Раума, Великое княжество Финляндское — 7 ноября 1917, Моммила, Хаусъярви, Великое княжество Финляндское) — финский предприниматель и меценат.
Кисса
(англ. Cissa; VII век) — отшельник Линдисфарнский. Святой Католической церкви, память 23 сентября. Святой Кисса был отшельником в Нортумбрии, Англия. По преданию, он жил неподалёку от Линдисфарна (Lindisfarne).
Damnatio memoriae
(лат. проклятие памяти) — особая форма посмертного наказания, применявшаяся в древнем Риме к государственным преступникам — узурпаторам власти, участникам заговоров, к запятнавшим себя императорам. Любые материальные свидетельства о существовании преступника — статуи, настенные и надгробные надписи, упоминания в законах и летописях — подлежали уничтожению, чтобы стереть память об умершем.
Эвренос
Введение 1 Биография 2 Смерть и память Введение Хаджи Гази Эвренос-бей (тур. Hacı Gazi Evrenos Bey) — знаменитый османский полководец, основатель знатной османской династии Эвренос-оглу.
Пелагия дева Антиохийская
Не следует путать с Пелагией Антиохийской, преподобной V века. Пелагия Антиохийская — раннехристианская мученица, дева. Память в Православной церкви совершается 8 октября (по юлианскому календарю).
Лигети, Карой
Введение 1 Биография 2 Память Список литературы Введение Ка́рой Ша́ндор Ли́гети (венг. Ligeti Kбroly Sбndor, 8 декабря 1890, Кишкёрёш, Австро-Венгрия — 2 июня 1919, Омск, Советская Россия) — венгерский революционер-интернационалист, поэт, руководитель венгерской парторганизации при Федерации иностранных групп РСДРП(б) и редактор её газеты, командир венгерского интернационального отряда.
Мемориальная доска в память о гомосексуалах, жертвах национал-социализма Рисиера ди Сан Савва
Мемориальная доска в память о гомосексуалах, жертвах национал-социализма — памятный знак, увековечивающий память гомосексуалов-жертв национал-социализма. Установлен в бывшем концлагере Рисьера-ди-Сан-Сабба в 2005 году по инициативе миланской ЛГБТ-организации Circolo Arcobaleno (Круг Радуги).[1] Треугольник напоминает о нашивках, использовавшихся для пометки заключённых в концентрационных лагерях.
Алексеев, Пётр Алексеевич революционер
Введение 1 Биография 2 Адреса в Санкт-Петербурге 3 Память о Петре Алексееве Список литературы Введение Пётр Алексе́евич Алексе́ев (14 (26) января 1849, деревня Новинская Смоленской губернии — 16 (28) августа 1891) — один из первых российских рабочих-революционеров, ткач.
Тимофей I
Архиепископ (греч. Τιμόθεος Α΄; ум. 20 июля 385) — архиепископ Александрийский (380—385), святитель. Память 13 февраля.
Шарангович, Василий Фомич
Введение 1 Биография 2 Память Список литературы Введение Васи́лий Фоми́ч Шаранго́вич (белор. Васіль Фаміч Шаранговіч; 20 февраля (4 марта) 1897, деревня Кочаны (Виленская губерния, ныне Мядельский район Минской области — 15 марта 1938, Москва) — советский партийный деятель.
Санданский, Яне Иванов
Введение 1 Биография 2 Балканские войны 3 Убийство 4 Память Введение Яне Иванов Санданский (болг. Яне Иванов Сандански; 18 мая 1872, село Влахи, Османская империя — 22 апреля 1915, Роженский монастырь, Болгария) болгарский революционер, один из руководителей ВМОРО.
Оперативная память
Оперативная память является одним из важнейших элементов компьютера. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты.
КЭШ память с прямым распределением
Принципы построения КЭШ - памяти с прямым распределением. Стратегия размещения и механизм преобразования адресов в кэш-памяти с прямым отображением.
Устройства ЭВМ: КЭШ-память
Кэш-память – это высокоскоростная память произвольного доступа, используемая процессором компьютера для временного хранения информации.
Устройства памяти
Text Graphics Презентацию выполняли Корепанова А Макрушина Т Graphics Устройства Памяти Устройства Памяти - устройства памяти данных, которые используются в компьютерах, чтобы хранить данные. Компьютер имеет много типов устройств памяти данных. Некоторые из них могут быть тематическими категориями как сменные Устройства Памяти данных и другие как не сменные Устройства Памяти данных.
История развития вычислительной техники 6
Реферат История развития вычислительной техники Выполнила: Основные этапы развития вычислительной техники. Основные этапы развития вычислительной техники. Первым прообразом современных компьютеров была механическая аналитическая машина Чарльза Бэб-биджа, которую он проектировал и создавал в середине XIX в.
Устройства для чтения и хранения информации
Graphics Graphics В данной презентации будут описаны устройства для чтения и хранения информации В данной презентации будут описаны устройства для чтения и хранения информации