تمكن الباحثون من بناء وحدة مكونة من جزيء واحد، تعمل كوحدة ذاكرة وكوحدة تحكم لهذه الوحدة ● تتيح الطريقة الميكانيكية المتطورة إجراء اتصال كهربائي مع جزيء واحد - وإثبات إمكانية ذلك لتبديله والتحكم في انتقاله بين حالتي توصيل التيار
قدم العلماء في مختبرات أبحاث IBM في زيوريخ مؤخرًا ولأول مرة في العالم طريقة لتخزين البيانات على مستوى الجزيء الفردي. ونجح الباحثون في بناء وحدة مكونة من جزيء واحد، تعمل كوحدة ذاكرة ووحدة تحكم لهذه الوحدة. تتيح طريقة ميكانيكية متطورة إجراء اتصال كهربائي مع جزيء واحد، وإثبات إمكانية تبديله والتحكم في انتقاله بين حالتين من توصيل التيار.
يعد هذا البحث، الذي نُشرت نتائجه في العدد الجديد من المجلة العلمية SMALL، جزءًا من جهد شامل تبذله شركة IBM لاكتشاف وتوصيف الجزيئات التي يمكن أن تصبح اللبنات الأساسية للمستقبل في تطبيقات الذاكرة ومنطق الكمبيوتر. إن تقليص أبعاد جزيء واحد يبلغ حجمه نانومتر واحد - جزء من المليون من المليمتر - يوفر تعريفا جديدا لحدود التصغير، وهو أقل بكثير من الخيارات المتاحة في التكنولوجيات القائمة على السيليكون.
تثبت تجربة Hayek Ryle و Emmanuel Lorscher أن الجزيئات توفر قدرات تسمح لها بأداء نفس العمليات المنطقية التي تعتمد عليها أنظمة الحوسبة الحالية: تمرير تيار في الجزيء المفرد يسمح له بالتحول إلى حالة كهربائية "مفتوحة". " (تشغيل) أو "مغلق" (إيقاف) - ما يعادل -"0" و"1" يستخدم لتخزين البيانات. كلا الوضعين مستقران تمامًا، ويسمحان بالقراءة على مستوى البت الواحد، دون تغيير محتوى جزيء القراءة. يعد استقرار البيانات هذا شرطًا ضروريًا لتطبيقات الذاكرة المتقدمة: سجل علماء IBM أكثر من 500 دورة تبديل متتالية، وأوقات تبديل تبلغ حوالي جزء من الألف من الثانية.
من أجل معالجة الجزيئات على مستوى الجزيء الواحد، قام الباحثون بتحسين طريقة تعرف باسم وصلة القطع التي يتم التحكم فيها ميكانيكيًا - NCBJ. في هذه الطريقة، يتم تمديد "جسر" صغير من مادة معدنية منتشرة فوق عازل، عن طريق ثنيها ميكانيكيًا. عندما ينكسر الجسر - يتم تشكيل قطبين كهربائيين، ويكون عرض كل طرف جزيءًا واحدًا. ويمكن التحكم في الفجوة بين هذه الأقطاب الكهربائية بدقة تصل إلى بيكومتر واحد (ألف نانومتر). في الخطوة التالية، يتم تغطية الأقطاب الكهربائية بمحلول من الجزيئات العضوية. عندما يتم إغلاق تقاطع الفجوة - يمكن لجزيء قادر على الاتصال الكيميائي بالأقطاب الكهربائية المعدنية أن يصل إلى الجسر ويحتجز هناك - ومن الممكن قياس ما يحدث فيه وحوله.
والجزيئات التي يركز عليها الباحثون تم تصميمها وتصنيعها خصيصا لهذا الغرض، من مواد عضوية. يبلغ طولها حوالي 1.5 نانومتر فقط، أي جزء من مائة من حجم مكون CMOS في أحدث التقنيات المعروفة اليوم. ويأمل الباحثون أنه بالإضافة إلى التقليد المثالي لتشغيل مكونات السيليكون، سيكون من الممكن أيضًا اكتشاف ميزات جديدة وإضافية، والتي ستكون خاصة بالمحول الجديد.
تقوم شركة IBM حاليًا باختبار قائمة طويلة من التقنيات المرشحة للشبكة خلال عقدين تقريبًا لتحل محل الشبكة الحالية. إحدى التقنيات الأقرب إلى التنفيذ الفعلي هي استخدام رقائق الكربون الصغيرة وأسلاك النانومتر على مستوى الشريحة.
متذوق تكنولوجيا النانو
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~551952999~~~57&SiteName=hayadan
