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आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स

1974-11-15
  • Ari Aviram
  • Mark Ratner
प्रयोगशाला में आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स घटक, जिनमें आणविक तार और स्विच शामिल हैं।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स मौलिक इलेक्ट्रॉनिक घटकों के रूप में व्यक्तिगत अणुओं या नैनोस्केल आणविक संग्रहों के उपयोग का अन्वेषण करता है। इस दृष्टिकोण का उद्देश्य पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित प्रौद्योगिकी से कहीं आगे, लघुकरण की चरम सीमा तक परिपथों का निर्माण करना है। प्रमुख घटकों में आणविक तार, स्विच और रेक्टिफायर शामिल हैं, जो अपने कार्य के लिए आणविक कक्षीयों के माध्यम से इलेक्ट्रॉन टनलिंग जैसे क्वांटम यांत्रिक गुणों का लाभ उठाते हैं।

आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स की अवधारणा, जिसे सर्वप्रथम 1974 में एरी अविराम और मार्क रैटनर ने प्रतिपादित किया था, इलेक्ट्रॉनिक परिपथों के निर्माण के लिए शीर्ष-डाउन लिथोग्राफी से बॉटम-अप स्व-असेंबली की ओर एक क्रांतिकारी परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करती है। उनके मौलिक शोध पत्र में एक आणविक रेक्टिफायर, एक D-σ-A अणु (डोनर-सिग्मा ब्रिज-एक्सेप्टर) का प्रस्ताव था, जो अर्धचालक pn डायोड के समान, धारा को एक दिशा में प्राथमिकता से प्रवाहित होने देता है। यह सिद्धांत लागू बायस वोल्टेज के तहत आणविक ऊर्जा स्तरों (HOMO और LUMO) के संरेखण पर आधारित है। जब वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन एक इलेक्ट्रोड से अणु के ऑर्बिटल्स के माध्यम से दूसरे इलेक्ट्रोड तक टनल कर सकते हैं। DA संरचना में विषमता एक असममित धारा-वोल्टेज (IV) विशेषता उत्पन्न करती है, जो रेक्टिफिकेशन का आधार है।

साधारण रेक्टिफायर से परे, शोधकर्ताओं ने आणविक तारों (जैसे, संयुग्मित पॉलिमर), प्रकाश, ऊष्मा या विद्युत क्षेत्रों का उपयोग करके 'चालू' और 'बंद' अवस्थाओं के बीच स्विच करने योग्य उपकरणों, और यहां तक ​​कि आणविक ट्रांजिस्टरों का भी प्रदर्शन किया है। प्राथमिक चुनौती इन छोटे अणुओं को स्थूल इलेक्ट्रोड से मज़बूती से जोड़ना और स्थिर, पुनरुत्पादनीय उपकरण बनाना है। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) ब्रेक जंक्शन और यांत्रिक रूप से नियंत्रणीय ब्रेक जंक्शन (एमसीबीजे) जैसी तकनीकों का उपयोग प्रयोगशाला में एकल अणुओं की चालकता को मापने के लिए किया जाता है। हालांकि पूर्ण पैमाने पर आणविक कंप्यूटर अभी भी एक दूर का लक्ष्य हैं, इन सिद्धांतों को आणविक संवेदन जैसे क्षेत्रों में लागू किया जा रहा है, जहां एक अणु के इलेक्ट्रॉनिक गुण एक विशिष्ट लक्ष्य विश्लेषक से जुड़ने पर बदलते हैं, और कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (ओएलईडी) में, जो कार्बनिक आणविक फिल्मों के माध्यम से आवेश परिवहन पर निर्भर करते हैं।

यह क्षेत्र क्वांटम रसायन विज्ञान, पदार्थ विज्ञान और संघनित पदार्थ भौतिकी को मिलाकर एक अत्यंत अंतर्विषयक क्षेत्र है। यह न केवल अत्यधिक लघुकरण का वादा करता है, बल्कि व्यक्तिगत अणुओं के अद्वितीय क्वांटम गुणों से प्राप्त नवीन कार्यक्षमताओं का भी वादा करता है, जिससे संभावित रूप से कम बिजली खपत वाले उपकरण और पूरी तरह से नए कम्प्यूटेशनल मॉडल विकसित हो सकते हैं।

UNESCO Nomenclature: 2205
– इलेक्ट्रॉनिक्स

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

उभरती प्रौद्योगिकी

शगुन

  • इलेक्ट्रॉन की खोज
  • क्वांटम यांत्रिकी का विकास
  • जटिल कार्बनिक अणुओं का संश्लेषण
  • सेमीकंडक्टर डायोड का आविष्कार
  • स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) का विकास

आवेदन

  • आणविक-स्तरीय सेंसर
  • अति-उच्च घनत्व डेटा भंडारण
  • ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग डायोड (ओएलईडी)
  • आणविक कंप्यूटिंग आर्किटेक्चर की क्षमता

पेटेंट:

NA

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संबंधित विषय: आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स, एकल-अणु, अविराम-रैटनर, आणविक रेक्टिफायर, क्वांटम टनलिंग, बॉटम-अप फैब्रिकेशन, आणविक स्विच, नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स।

ऐतिहासिक संदर्भ

आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स

1965
1970
1970
1974-11-15
1980
1980
1980
1964
1968
1970
1970
1975
1980
1980
1980

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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