студия дизайна

Ученые из Северо-Западного университета (штат Иллинойс, США) разработали особый наноматериал, который открывает совершенно новые перспективы для электроники. Под управлением специальных сигналов ячейки этого материала могут менять свои свойства, выступая в роли отдельных резисторов, выпрямителей, диодов или транзисторов. В результате микросхема из такого материала сможет динамически перестраиваться и адаптироваться к меняющимся задачам и потребностям.

Как поясняет Бартош Гржибовски (Bartosz A. Grzybowski), известный химик и один из ведущих соавторов нового материала, новая технология позволяет буквально «рулить» потоками электронов. Как в ирригационных системах, перенаправляющих потоки воды на поля, новый материал позволяет распределять входящий поток электронов на несколько потоков, идущих одновременно в совершенно разных направлениях внутри крупного фрагмента однородного материала.

Для получения новой наноэлектронной схемы с возможностью динамической перестройки соединений и функций каждого элемента исследователи объединили традиционные кремниевые элементы с полимерными компонентами. Главной составляющей нового материала, пока не имеющего отдельного названия, являются электропроводящих наночастицы диаметром около 5 нанометров, покрытых специальным, положительно заряженным слоем. Эти частицы плавают среди отрицательно заряженных атомов, которые можно переконфигурировать, приложив соответствующий электрический заряд.

В своей первой публикации, где освещаются вопросы создания базовых электронных компонентов из нового наноматериала, авторы показывают возможность модуляции областей с высокой и низкой электропроводностью. В результате такой модуляции появляется возможность проложить для электронов путь специальной формы, по которому они будут проходить сквозь материал. Старые «дороги» для электронов можно уничтожать, полностью стирая их за счет притягивания и отталкивания «моря» из отрицательно заряженных атомов, в котором плавают те самые частицы с положительно заряженным покрытием. Более сложные электронные компоненты, включая диоды и транзисторы, можно создавать, используя различные комбинации из наночастиц разных типов.

В перспективе, как считают авторы исследования, подобные материалы могут использоваться для создания компьютеров, которые будут перестраивать собственную структуру в соответствии с поставленной задачей. Кроме использования структур из нового материала в качестве трехмерных шлюзов между традиционными технологиями, обратимые свойства таких систем позволяют вносить изменения в электронную схему в любой необходимый момент, как только это будет нужно.

Статья о создании нового наноматериала опубликована в авторитетном журнале Nature Nanotechnology под названием «Dynamic Internal Gradients Control and Direct Electric Currents Within Nanostructured Materials» (Управление динамическими внутренними градиентами и направленные электрические токи в материалах с наноструктурой).

По материалам сайтов Science Daily и The Register.