دانشمندان دانشگاه میامی موفق به ساخت یک مولکول جدید شده‌اند که می‌تواند مسیر آینده پردازنده‌ها را به طور کامل تغییر دهد. این مولکول آلی که از عناصر ساده‌ای مانند کربن، گوگرد و نیتروژن ساخته شده، بر خلاف تمام مواد قبلی می‌تواند الکترون‌ها را بدون افت انرژی و با حداکثر رسانایی منتقل کند. به گفته پژوهشگران، این اولین باری است که یک ماده آلی توانسته چنین عملکردی در ابعاد نانومتری داشته باشد، آن‌ها می‌گویند شاید این مولکول تازه، در آینده جایگزین سیلیکون در تراشه‌ها شود.
مولکولی که شاید جای سیلیکون را بگیرد
به گزارش interestingengineering، برای چندین دهه، تراشه‌های کامپیوتری بر پایه سیلیکون ساخته شده‌اند. ماده‌ای که اگرچه قابل اعتماد است، اما به تدریج فیزیکدانان با محدودیت‌هایی از سوی این ماده روبه‌رو شده‌اند. در همین راستا، تیمی از پژوهشگران دانشگاه میامی، با همکاری دانشگاه‌های جورجیا تک و راچستر، توانستند نوعی مولکول آلی طراحی کنند که می‌تواند نقش رسانا را در نسل بعدی تراشه‌ها بازی کند.
چیزی که این مولکول را مهم کرده است، توانایی بی‌نقص آن در هدایت الکترون‌ها است. برخلاف بسیاری از مولکول‌ها که با افزایش طول، توان رسانایی‌شان کاهش پیدا می‌کند، این مولکول حتی در ابعاد نانومتری هم می‌تواند الکترون‌ها را بدون هیچ افت انرژی منتقل کند. این پدیده تا پیش از این در دنیای مواد آلی بی‌سابقه بوده است.
محققان می‌گویند که الکترون در این ساختار درست مانند یک گلوله، از یک سر مولکول به سر دیگر حرکت می‌کند، آن هم بدون اینکه با مقاومت خاصی روبرو شود. همین ویژگی می‌تواند باعث شود تراشه‌ها در آینده کوچک‌تر، سریع‌تر و بسیار کم مصرف‌تر باشند، بدون اینکه نیازی به استفاده از فلزات گران یا فناوری‌های پیچیده باشد.
رسانایی بی‌نقص و هزینه پایین
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این مولکول جدید، رسانایی فوق‌العاده بالای آن است. در حدی که پژوهشگران آن را رساناترین مولکول آلی شناخته شده در جهان توصیف کرده‌اند. نکته بسیار جالب و قابل توجه اینجاست که با وجود این عملکرد بسیار خوب، این مولکول کاملا پایدار است، در تماس با هوا از بین نمی‌رود و از عناصر ارزان و طبیعی مانند کربن، گوگرد و نیتروژن ساخته شده است.
همچنین همانطور که اشاره شد، در فناوری‌های فعلی با بزرگ‌تر شدن مولکول‌ها یا فاصله بیشتر بین نقاط رسانش، معمولا میزان افت انرژی به شدت بالا می‌رود. اما این مولکول برخلاف این قاعده عمل می‌کند و حتی در فواصل چند ده نانومتری هم هیچ افت قابل توجهی در عبور جریان ندارد. این یعنی می‌توان از آن به عنوان یک سیم الکترونیکی بسیار کارآمد در دل تراشه‌ها استفاده کرد.
از آن مهم‌تر اینکه چون این مولکول به راحتی در محیط آزمایشگاهی ساخته می‌شود و قیمت مواد اولیه آن بسیار پایین است، امکان تولید انبوه و کم هزینه این ماده در صنعت وجود دارد، هیچ تجهیزات پیچیده یا منابع خاصی برای ساخت آن هم لازم نیست.
محققان می‌گویند این مولکول در آینده می‌تواند نقشی فراتر از سیم کشی الکترونیکی داشته باشد. از آنجا که عبور جریان در آن بدون افت و همراه با تعامل خاصی بین اسپین‌های الکترونی انجام می‌شود، احتمال دارد که بتوان از آن در ساخت کیوبیت برای کامپیوترهای کوانتومی استفاده کرد.
source