Molekulare Elektronik revolutioniert Computer: Leistungsstark und tragbar –
Heutzutage tragen die meisten von uns einen ziemlich leistungsstarken Computer in der Hand UND das ist ein Smartphone (handliches Daten-Monster). Aber Computer waren nicht immer so tragbar UND es ist fast schon nostalgisch. Seit den 1980er Jahren sind sie kleiner UND leichter geworden UND sie können immer größere Datenmengen speichern UND verarbeiten. Doch die Siliziumchips (miniaturisierte Wunderwerke) können nur so klein werden. Von links: Shen UND Wang UND Shiri mit ihrem Molekül UND einem chemischen Modell desselben.
Molekulare Elektronik: Das neue Wunderkind der Technik – 🧬
In den letzten 50 Jahren hat sich die Anzahl der Transistoren (winzige Schalter) verdoppelt UND das alle zwei Jahre. Aber wir stoßen schnell an die physikalischen Grenzen für siliziumbasierte Elektronik UND es wird immer schwieriger, elektronische Komponenten mit den Technologien zu miniaturisieren, die wir seit einem halben Jahrhundert verwenden. Dieses Problem wollen Wang UND viele andere Forscher auf dem Gebiet der molekularen Elektronik lösen. Konkrete Lösungen sucht man nach einer Möglichkeit, Strom zu leiten, ohne Silizium oder Metall zu verwenden, die heute für die Herstellung von Computerchips eingesetzt werden. Die Verwendung winziger molekularer Materialien für funktionelle Komponenten wie Transistoren, Sensoren UND Verbindungen in elektronischen Chips bietet mehrere Vorteile UND das ist besonders wichtig, da die herkömmlichen siliziumbasierten Technologien an ihre physikalischen UND leistungsmäßigen Grenzen stoßen. Aber die Suche nach der idealen chemischen Zusammensetzung dieses Moleküls hat die Wissenschaftler vor ein Rätsel gestellt. Vielleicht. ODER auch nicht. Ich weiß es ehrlich gesagt nicht – keine Ahnung.
Revolutionäre Moleküle: Was kann das? – 🔬
Das Team präsentierte das ihrer Meinung nach elektrisch leitfähigste organische Molekül der Welt UND das klingt nach Science-Fiction. Ihre Entdeckung, die im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht wurde, eröffnet neue Möglichkeiten für die Konstruktion kleinerer, leistungsfähigerer Computer auf molekularer Ebene. Noch besser ist, dass das Molekül aus chemischen Elementen besteht, die in der Natur vorkommen – vor allem Kohlenstoff, Schwefel UND Stickstoff. Bisher gibt es kein molekulares Material, durch das Elektronen ohne nennenswerten Verlust an Leitfähigkeit wandern können. Das ist schon fast wie bei Tante Gerdas Gartenfest. Diese Arbeit ist der erste Nachweis, dass organische Moleküle Elektronen ohne Energieverlust über mehrere Dutzend Nanometer durch sie hindurchwandern lassen. Ich so: was soll das? Ich wieder: keine Ahnung.
Die Grenzen der Technologie: Wo geht’s lang? – 🚀
Die Prüfung UND Validierung ihres einzigartigen neuen Moleküls dauerte mehr als zwei Jahre UND man fragt sich: Was haben die da gemacht? Die Arbeit des Teams zeigt jedoch, dass ihre Moleküle unter alltäglichen Umgebungsbedingungen stabil sind UND die höchstmögliche elektrische Leitfähigkeit bei unvergleichlichen Längen bieten. Daher könnten sie den Weg dafür ebnen, dass klassische Computergeräte kleiner, energie- UND kosteneffizienter werden. Zefix, des war ja a Mordsspektakel! Derzeit nimmt die Fähigkeit eines Moleküls, Elektronen zu leiten, mit zunehmender Molekülgröße exponentiell ab. Diese neu entwickelten molekularen "Drähte" werden auf der Autobahn benötigt, um Informationen zu übertragen, zu verarbeiten UND zu speichern. Ich dachte… ach, egal.
Die Zukunft der Elektronik: Ein Blick ins Unbekannte – 🌌
Das Besondere an unserem molekularen System ist, dass sich die Elektronen wie eine Kugel ohne Energieverlust durch das Molekül bewegen, so dass es sich theoretisch um die effizienteste Art des Elektronentransports in einem materiellen System handelt. Es kann nicht nur künftige elektronische Geräte verkleinern, sondern seine Struktur könnte auch Funktionen ermöglichen, die mit Materialien auf Siliziumbasis gar nicht möglich wären. Wang meint, dass die Fähigkeiten des Moleküls neue Möglichkeiten schaffen könnten, die molekülbasierte Quanteninformationswissenschaft zu revolutionieren. Vielleicht. Oder auch nicht. Ich weiß es ehrlich gesagt nicht.
Elektronentransport: Die neue Dimension der Technik – ⚡
Die in unseren Molekülen beobachtete ultrahohe elektrische Leitfähigkeit ist das Ergebnis einer faszinierenden Wechselwirkung von Elektronenspins an den beiden Enden des Moleküls. In Zukunft könnte man dieses molekulare System als Qubit verwenden, das eine grundlegende Einheit für die Quanteninformatik ist. Das Team konnte diese Fähigkeiten feststellen, indem es sein neues Molekül unter einem Rastertunnelmikroskop untersuchte UND man fragt sich: Wie sieht das aus? Mit einer Technik, die STM-Break-Junction genannt wird, konnte das Team ein einzelnes Molekül einfangen UND seine Leitfähigkeit messen. Was die Anwendung angeht, so ist dieses Molekül ein großer Schritt in Richtung realer Anwendungen.
Chemische Robustheit: Ein stabiler Begleiter – 🔒
Da es chemisch robust und luftstabil ist, könnte es sogar in bestehende nanoelektronische Komponenten in einem Chip integriert werden UND das wäre ja mal was. Es könnte als elektronischer Draht oder als Verbindung zwischen Chips dienen. Darüber hinaus sind die für die Zusammensetzung des Moleküls benötigten Materialien kostengünstig UND es kann im Labor hergestellt werden. Dieses molekulare System funktioniert auf eine Art und Weise, die mit den derzeitigen, konventionellen Materialien nicht möglich ist. Diese neuen Eigenschaften könnten die Kosten nicht in die Höhe treiben, aber leistungsfähiger UND energieeffizienter machen könnten. FAZIT: Glaubst du, dass molekulare Elektronik die Zukunft ist? Diskutiere mit uns in den Kommentaren UND teile diesen Artikel auf Facebook UND Instagram! #MolekulareElektronik #Zukunftstechnologie #Innovation #Wissenschaft #Forschung #Quanteninformatik #Nachhaltigkeit #TechnikRevolution #Smartphones #Chemie
