Учёные в РФ создали инновационный компонент для молекулярной электроники

Учёные из Национального исследовательского университета «МИЭТ», Сколтеха и Института биоорганической химии РАН имени Шемякина и Овчинникова разработали материал на базе углеродных нанотрубок и флуоресцентного белка. Этот материал может стать основой для перспективной светочувствительной молекулярной электроники, способной повысить скорость обработки информации в сравнении с существующими электронными устройствами. Об этом RT проинформировали в пресс-службе Российского научного фонда, который поддержал исследование.

В современных оптоэлектронных устройствах движение электронов контролируется световыми импульсами, что позволяет эффективно производить обработку и запись данных. Подобные устройства, в сравнении с традиционными компьютерами, обеспечивают высокую скорость и производительность, а их применение может повысить эффективность бытовой, промышленной и медицинской электроники и улучшить системы беспроводной связи.

Новый компонент, разработанный в рамках исследования, объединяет органический материал — молекулы красного флуоресцентного белка — с углеродной нанотрубкой, выступающей в роли классического полупроводника. Выбор белка обусловлен его способностью под действием света генерировать электроны, что приводит к свечению в ином спектре. Соединение белка с проводящей нанотрубкой позволяет возбуждённым электронам из белка влиять на электрический ток в нанотрубках.

Учёные изучили реакцию устройства на световые волны разной длины. Было установлено, что освещение системы всеми спектрами, кроме жёлтого и фиолетового, значительно увеличивает ток в углеродной нанотрубке и улучшает её проводимость.

Наоборот, жёлтый и фиолетовый спектры вызывают плавное снижение электрического тока в устройстве. Таким образом, фотоотклик устройства в этом спектре длины волн оказывается отрицательным.

Эксперименты показали, что устройство воспринимает световые волны разной длины по-разному, что может быть использовано в светоуправляемых устройствах для передачи и хранения информации.

По словам ведущего научного сотрудника Института интегральной электроники имени академика Валиева, профессора Ивана Бобринецкого, на сегодняшний день системы, сочетающие электронные и биологические элементы, такие как флуоресцентные белки, представляют особый интерес благодаря экологической безопасности и низкой стоимости. Поэтому разработку можно применять в устройствах молекулярной электроники, светодиодах и оптических транзисторах. Преимущество инженерных белков заключается в возможности их генетической адаптации к определённой длине волны в видимом спектре.

Ранее сообщалось, что российские учёные создали систему раннего выявления удалённых лесных пожаров.