単一分子スイッチがトランジスタを模倣、超高密度コンピューティングへ道

研究者たちが、トランジスタのように振る舞い、古典コンピューティングで使用される1と0の二進情報を記憶できる単一分子スイッチを発見しました。この分子のサイズは約5平方ナノメートルで、10億個以上が人間の髪の毛の断面に収まります。研究者たちは、このような分子が約250テラビット/平方インチの情報密度を提供できると考えており、これは現在のハードドライブの約100倍の記憶密度に相当します。

常温常圧で動作する分子スイッチ

この研究では、有機塩の分子が微小な電気入力によってスイッチングされ、明るい状態または暗い状態のいずれかになり、二進情報を提供します。この情報は常温常圧下で書き込み、読み出し、消去が可能です。これらは、コンピューティングストレージデバイスへの分子の実用的応用において重要な特性です。同様の用途への分子エレクトロニクス研究の多くは、真空中かつ極低温で行われてきました。

分子メモリに必要な特性

分子メモリとして有用であるためには、いくつかの特性が必要です。常温常圧下で双方向にスイッチング可能であることに加え、明るい状態と暗い状態の両方で長期間安定であること、そして「自己組織化」と呼ばれるプロセスで、わずか1分子厚の高秩序層を自発的に形成することです。

実験での成果

実験室では、走査トンネル顕微鏡を用いた微小電気パルスで個々の分子を明るい状態から暗い状態へスイッチングしました。また、ボタン操作で情報の読み出しと消去も可能でした。スイッチングの際、電気パルスが有機塩の陽イオンと陰イオンのスタッキング（積層）様式を変化させ、この積層変化によって分子が明るくまたは暗く見えるようになります。スイッチング自体に加え、分子の自発的な秩序化も極めて重要です。自己組織化によって、現在のエレクトロニクスで必要とされる高価な製造ツールを必要とせず、分子が自らの力で高秩序構造（二次元結晶）を見つけ出します。

詳細については、スティン・メルテンス博士までお問い合わせください。メールアドレスはスパムボットから保護されています。表示にはJavaScriptが必要です。電話：+44 (0)1524594189。

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