Новости химической науки > что модно, то и выгодно

Россия может стать лидером в области молекулярной электроники

Через 20 лет на смену современным силиконовым компьютерам придут молекулярные, производительность которых будет выше в 10¹¹ раз. Об этом на очередном заседании Президиума РАН сообщил академик Владимир Минкин (Южный научный центр РАН), подготовивший совместно с академиком Сергеем Алдошиным (Институт проблем химической физики РАН) и академиком Михаилом Алфимовым (Центр фотохимии РАН) научный доклад "Полифункциональные материалы для молекулярной электроники".

Бурное развитие молекулярной электроники в последние годы в значительной степени обусловлено тем, что, как полагает большинство экспертов, приблизительно через 10 лет технология производства кремниевых микросхем достигнет пределов физических (размещение определенного числа транзисторов на одном чипе) и экономических (резкое возрастание стоимости постройки новых заводов по производству современных микросхем и процессоров). Поэтому во всем мире уже сейчас активно ведется поиск новых, более дешевых, компактных, эффективных и менее энергоемких технологий. Одной из таких новых технологий как раз и является молекулярная электроника.

Молекулярная электроника, одно из важнейших направлений развития нанотехнологий, представляет собой область применения молекул и молекулярных материалов, позволяющих производить, принимать и обрабатывать информацию. Молекулы и организованные молекулярные ансамбли, обладающие способностью существовать в двух или нескольких термодинамически устойчивых состояниях, проводить электрический ток, иметь определенные магнитные характеристики, могут стать элементной базой для вычислительных систем следующего поколения. Предполагается, что создание молекулярных компьютеров, размеры процессоров которых будут в десятки тысяч раз меньше, чем у современных компьютеров, основанных на кремниевых микропроцессорных технологиях, а производительность выше в миллионы раз, станет возможным уже в ближайшие два-три десятилетия. Принимая во внимание такие перспективы, ведущие национальные агентства США, крупнейшие промышленные корпорации, европейский консорциум, объединяющий фирмы и агентства многих стран, активно разрабатывают программы по созданию молекулярных компьютеров.

Лучшими свойствами для создания молекулярных транзисторов обладают фотохромные соединения, которые при облучении переходят в изомерные состояния, отличающиеся своими спектральными, электрическими и химическими характеристиками. Фотохромные соединения с определенными свойствами (высокая термическая и фотохимическая устойчивость, люминесцентные свойства, ферромагнетизм и др.) и холестерические жидкокристаллические полимеры можно использовать для создания устройств трехмерной памяти, емкость которой значительно превышает достигнутую в современных системах хранения информации. Для связывания отдельных составляющих в работающий молекулярный контур создаются токопроводящие полимеры, углеродные и полупроводниковые нанотрубки. Процессы компонования наноразмерных (нанометр - одна миллиардная часть метра) устройств основываются на эффектах самосборки сложных молекулярных систем, подобных тем, которые использует природа для передачи наследственной информации.

На фоне общемирового состояния исследований в молекулярной электронике достижения отечественной науки в этой области выглядят неплохо. Это направление активно развивается в НИИ органической и физической химии Ростовского госуниверситета, Институте органической химии им. Н.Д.Зелинского, Международном томографическом центре РАН, МГУ им. М.В.Ломоносова и других научных учреждениях. При соответствующих финансовых вложениях Россия может даже стать "законодателем мод" в этой области науки и технологий.

Источник: Поиск