Челябинские ученые создают материалы для микроэлектроники будущего
26 Июня 2019
Фото: официальный сайт ЮУрГУ
Молекулярная и биоэлектроника будет диагностировать болезни в зародыше и корректировать состояние организма.
И это только одно из применений молекул органических и неорганических веществ, которые придут на смену традиционной электронике. Напомним, что она основана на наноструктурированных полупроводниковых материалах, но у их миниатюризации есть предел. Челябинские исследователи выяснили, что выход — в применении так называемых мезофазных материалов с высокой пространственной симметрией, которые со временем заменят диоды, транзисторы, катушки индуктивности.
— Накопление и передача данных будет производиться уже на молекулярном уровне, что позволит постоянно держать под контролем состояние организма, — говорит руководитель международной лаборатории молекулярной электроники ЮУрГУ Федор Подгорнов. — Комбинируя молекулы с различными свойствами, мы сможем создавать сверхкомпактные электрические схемы, подобные схемам классической электроники, но уже на очень низком уровне организации материи. К примеру, можно разработать сверхминиатюрную, высокопроизводительную микроэлектронику, которая может быть интегрирована даже в тело человека и стать своего рода диагностом отклонений здоровья и доктором в одном микрочипе.
Как пояснил Федор Подгорнов, ключевым моментом таких материалов является их хиральность — то есть пространственная симметрия. К примеру, правая и левая руки не могут быть совмещены со своим зеркальным отражением с помощью вращения или перемещения, то же происходит в строении вроде бы симметричных молекул. Учитывать это очень важно и в молекулярной электронике будущего, например, при «чипировании» человека и при создании новых медпрепаратов, поскольку «правые» и «левые» молекулы могут очень различаться по физическим, химическим и биологическим свойствам.
Челябинские ученые сегодня разрабатывают уникальные органические материалы с высокой симметрией для создания элементной базы микроэлектроники будущего, исследуют движения микро- и наночастиц в жидких кристаллах. По мнению экспертов, это позволит создавать дисплеи высочайшего качества, пространственно-временные модуляторы света, солнечные батареи с заданными свойствами, решать другие сложнейшие задачи современной науки.
— Недавно мы выявили механизм влияния металлических наночастиц на электрические и оптические свойства хиральных материалов с высокоупорядоченной молекулярной симметрией, на электрооптические свойства жидких кристаллов, — подытожил Федор Подгорнов. — Немало открытий обещает и исследование нелинейных диэлектрических свойств таких материалов. Возможно, они помогут в создании квантового компьютера будущего с немыслимой скоростью передачи данных.
Не случайно ноу-хау заинтересовался один из ведущих мировых разработчиков квантового компьютера, профессор Корейского института перспективных исследований Джейван Ким. Он предложил объединить усилия челябинских и корейских ученых, чтобы в рамках международной научной коллаборации создавать молекулярную электронику завтрашнего дня. Вполне возможно, что вживляемый в тело человека микрочип будущего будет работать по законам квантовой физики.
— Накопление и передача данных будет производиться уже на молекулярном уровне, что позволит постоянно держать под контролем состояние организма, — говорит руководитель международной лаборатории молекулярной электроники ЮУрГУ Федор Подгорнов. — Комбинируя молекулы с различными свойствами, мы сможем создавать сверхкомпактные электрические схемы, подобные схемам классической электроники, но уже на очень низком уровне организации материи. К примеру, можно разработать сверхминиатюрную, высокопроизводительную микроэлектронику, которая может быть интегрирована даже в тело человека и стать своего рода диагностом отклонений здоровья и доктором в одном микрочипе.
Как пояснил Федор Подгорнов, ключевым моментом таких материалов является их хиральность — то есть пространственная симметрия. К примеру, правая и левая руки не могут быть совмещены со своим зеркальным отражением с помощью вращения или перемещения, то же происходит в строении вроде бы симметричных молекул. Учитывать это очень важно и в молекулярной электронике будущего, например, при «чипировании» человека и при создании новых медпрепаратов, поскольку «правые» и «левые» молекулы могут очень различаться по физическим, химическим и биологическим свойствам.
Челябинские ученые сегодня разрабатывают уникальные органические материалы с высокой симметрией для создания элементной базы микроэлектроники будущего, исследуют движения микро- и наночастиц в жидких кристаллах. По мнению экспертов, это позволит создавать дисплеи высочайшего качества, пространственно-временные модуляторы света, солнечные батареи с заданными свойствами, решать другие сложнейшие задачи современной науки.
— Недавно мы выявили механизм влияния металлических наночастиц на электрические и оптические свойства хиральных материалов с высокоупорядоченной молекулярной симметрией, на электрооптические свойства жидких кристаллов, — подытожил Федор Подгорнов. — Немало открытий обещает и исследование нелинейных диэлектрических свойств таких материалов. Возможно, они помогут в создании квантового компьютера будущего с немыслимой скоростью передачи данных.
Не случайно ноу-хау заинтересовался один из ведущих мировых разработчиков квантового компьютера, профессор Корейского института перспективных исследований Джейван Ким. Он предложил объединить усилия челябинских и корейских ученых, чтобы в рамках международной научной коллаборации создавать молекулярную электронику завтрашнего дня. Вполне возможно, что вживляемый в тело человека микрочип будущего будет работать по законам квантовой физики.
Поделиться
