Моделирование элементов молекулярных электронных устройств



Скачать 180.19 Kb.
Pdf просмотр
Дата16.02.2017
Размер180.19 Kb.
Просмотров106
Скачиваний0

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ
УСТРОЙСТВ
Клюев С.А.
Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета, г.Волжский
Клюев С.А.
Волжский политехнический институт
(филиал)
Волгоградского государственного технического университета
Поиск новых материалов для молекулярной электроники является важной задачей, решение которой приведет к конструированию новых электронных устройств [1, 2]. Одно из таких устройств – электронная память молекулярного уровня. Возможны различные схемы электронной нанопамяти молекулярного уровня. В их число входят: 1) переключатели, выполненные из электрически активных молекул, помещенных между впечатанными металлическими нанопроводами;
2) размещение наноразмерных диодов и транзисторов, сформированных на пересечениях активированных самособирающихся полупроводниковых проводов;
3) набор электрически активных молекул, которые используются для повышения плотности DRAM на традиционных кремниевых комплементарных металло- оксидных полупроводниках (Si CMOS).
Помимо разработки молекулярных электронных схем высокой плотности, которые образуют основные структурные компоненты для молекулярной компьютерной системы, молекулярные запоминающие устройства встраиваются в
CMOS для создания гибридной системы. Такой подход обеспечивает возможность скорого включения молекулярных устройств в традиционные запоминающие устройства на кремниевой основе.
Молекулярные переключатели (рис.1) необходимы для конструирования молекулярных компьютерных систем. Часто это бистабильные молекулы, управляемые световыми или электрическими импульсами. При воздействии физических факторов возможна изомеризация молекул или образование ион- радикальных форм (отличающихся относительной стабильностью). Разделение зарядов в частице вызывает и коформационные превращения. Т
акие переключаемые молекулы — это наноразмерная двухбитовая система. Физико- химические превращения частиц приводят к изменению сопротивления, спектров поглощения и испускания.

Рис.1. Молекулярный переключатель.
В сложных молекулах существуют группы атомов, в которых, главным образом, и происходят изменения. Если речь идет о поглощении светового излучения, то такие группы атомов называются хромофорами. В случае акцептирования или отдачи электрона – редокс-центрами.
В данном исследовании рассматриваются N- и S-содержащие гетероциклические
IVTN-2009: /27.03.2009

t09_08.pdf #1
соединения, фрагменты которых могут входить в сложные молекулярные системы, выполняющие функцию молекулярного переключателя. Моделировались молекулы и катион-радикалы, образующиеся при одноэлектронном окислении молекул.
Начальные структуры показаны на рис. 2. Одноэлектронное окисление молекул приводило к такому перераспределению электронной плотности, что гетероциклы становились ароматическими.
Появление положительных зарядов при одноэлектронном окислении может привести к конформационным изменениям сложных молекул, содержащих фрагменты рассматриваемых соединений. Текущее состояние может считываться посредством измерения проводимости молекул, так как вольтамперные характеристики двух состояний различны.

Рис.2.Начальные структуры гетероциклов.
Результаты исследования показали, что образующиеся формы обладают меньшей стабильностью, чем исходные, а процессы электронного переноса ведут к значительной перестройке электронной конфигурации (появлению ароматических циклов, изменению протяженности ароматической системы). Стабилизировать ион- радикальные формы можно введением в соединение фрагментов, имеющих избыток электронной плотности.
Расчеты проводились полуэмпирическими методами.
Литература
1.
И.Г. Рамбиди. Нанотехнологии и молекулярные компьютеры. М.:
Физматлит, 2007.
2.
Ж. Симон, Ж. Андре. Молекулярные полупроводники. М.: Мир, 1988.
IVTN-2009: /27.03.2009

t09_08.pdf #2


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал