طراحی وایر مولکولی سوئیچی بسیار کوچک در واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد

مسعود درویش گنجی دانشجوی دکترا شیمی فیزیک دانشگاه علوم و تحقیقات تهران موفق به طراحی یک وایر مولکولی سوئیچی بسیار کوچک شده است.

قطعات الکترونیکی که بین دو مقاومت مختلف، یکی با مقاومت بالا و دیگری با مقاومت پایین، به‌صورت سوئیچ عمل می‌کنند، یکی از جدید‌ترین و مهم‌ترین مباحث فناوری اطلاعات هستند. همگام با تکامل فرآیند کوچک‌سازی در این فناوری، تشخیص و درک کوچک‌ترین سیستم فیزیکی که قادر به بروز رفتار سوئیچی هستند، مسئله‌ جالبی است که توجه محققان زیادی را به خود معطوف ساخته‌، تا آنجا که مولکول‌ها را به‌عنوان کوچک‌ترین سیستم فیزیکی قادر به بروز رفتار سوئیچی مورد مطالعه قرار داده‌اند.

در تفسیر علت بروز رفتار سوئیچی توسط مولکول‌ها، پیشنهاد‌های مختلفی ارائه شده است. برخی چنین رفتاری را ناشی از باردار‌شدن مولکول دانسته و برخی دیگر تغییر کنفورماسیون مولکول را عامل اصلی در بروز این پدیده معرفی نموده‌اند. در مجموع به‌سبب عدم امکان بررسی تجربی این پدیده‌، مکانیسم روشن و کاملی در خصوص چرایی آنها ارائه نشده است و ابزار فعلی محققین برای مطالعه و بررسی این سیستم‌ها، استفاده از روش‌های نظری و شبیه‌سازی است.

مسعود درویش گنجی دانشجوی دکترا شیمی فیزیک دانشگاه علوم و تحقیقات تهران و عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد بابل به پژوهش در این زمینه پرداخته است. وی جزئیات طرح را اینگونه توضیح می دهد:

“ما در این تحقیق، موفق به طراحی و شبیه‌سازی وایر مولکولی بسیارکوچک و ساده‌‌ای شده‌ایم که بین دو الکترود (Au) قرار گرفته و رفتار سوئیچی از خود نشان می‌دهد. علاوه بر این توانسته‌ایم مکانیسم دقیق فرآیند انتقال الکترون و پیدایش رفتار سوئیچی توسط مولکول مورد نظر را ارائه نماییم. در این پژوهش، مولکول دی‌تیول-بنزن(DTB) (مولکولی متشکل از یک مولکول بنزن و اتم‌های گوگرد متصل به آن) به‌عنوان وایر مولکولی انتخاب شده است. این مولکول از یک سو با سطح فلز Au به عنوان سوبسترا پیوند دارد و از سویی دیگر (اتم گوگرد) به یک اتم Au ، در تیغه نوک‌تیز الکترود، متصل شده است. آرایش و چیدمان این سیستم به نحوی است که تکنیک میکروسکوپ تونل زن پیمایشی (STM) را مورد شبیه‌سازی قرار‌ می‌دهد. از طراحی و نتایج این تحقیق می‌توان در ساخت کامپیوترهای کوانتومی استفاده نمود”.

جزئیات این پژوهش که از حمایت‌های تشویقی ستاد بهره‌مند شده در مجله بین‌المللی Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures منتشر شده است.