Ученым компании IBM удалось получить изображение химической структуры отдельной молекулы, что увеличивает технологический потенциал для создания электронных компонентов атомного и молекулярного масштаба. Работа проводилась учеными из Цюриха и Швейцарии и позволила заглянуть в «анатомию» молекулы с беспрецедентным разрешением, используя бесконтактный атомный силовой микроскоп (atomic force microscopy, AFM).
По заявлению компании, данное исследование существенно повлияет на создание искусственных элементов в атомном масштабе, которые будут намного меньше, быстрее и энергоэффективнее сегодняшних процессоров и запоминающих устройств. Технология атомной силовой микроскопии применялась при сверхвысоком вакууме и температуре -263° С для получения снимка пентацена – молекулы с кристаллической структурой, имеющей свойства органического полупроводника. Как сообщает IBM, удалось «впервые посмотреть через облако электронов и увидеть атомную основу отдельной молекулы».
В грубом приближении это походе на рентгеновские лучи, проходящие сквозь мягкие ткани и отставляющие на снимке четкое изображение костей. В издании Science два месяца назад была опубликована работа на тему определения состояний атомных зарядов, и вместе с достижением IBM это открывает новые возможности изучения процесса распространения заряда через молекулы или молекулярные сети, а значит приблизиться к инновационным компьютерам с компонентами, намного меньшими сегодняшних. «Совершенно ясно, что в будущем эта работа станет немалым взносом в создание прототипов структур молекулярных систем, преимущество которых заключается в значительно меньшем потреблении энергии и уменьшении производственных затрат, — говорит Жерар Мейер (Gerhard Meyer) из IBM Research в Цюрихе. — Этот шаг станет одним из многих, необходимых для достижения атомных масштабов вычислительных элементов».
Согласно описанию IBM, в микроскопе применяется тонкая металлическая игла для измерения слабых сил между ее концом и исследуемым образцом, таким как молекула, чтобы получить изображение. Пентацен состоит из 22 атомов углерода и 14 атомов водорода, длина молекулы составляет 1,4 нм. Промежуток между соседними частицами углерода равен всего 0,14 нм – в 500 тысяч раз меньше, чем диаметр человеческого волоса. На снимке четко видны гексагональные формы пяти углеродных колец. Поскольку игла должна находиться очень близко к объекту, усилия ученых были сосредоточены на недопущении контакта.
