Новые металлоорганические соединения совершат революцию в электронике

Алек Талин держит в руках электронную микросхему, покрытую металлоорганическим соединением

Группа научных сотрудников Сандийских национальных лабораторий под руководством материаловеда Алека Талина объявила о том, что разработала метод, который позволит ученым увеличить электропроводимость определенного типа металлоорганических соединений (MOF) более чем в шесть раз.

Благодаря необычайно высокому интересу среди инженеров и материаловедов в виду большого потенциала использования металлоорганических соединений при разработках самого широкого спектра различных устройств (начиная от различных сенсоров и другой электроники и заканчивая новыми способами преобразования и хранения энергии) повышение электропроводимости этих соединений являлось для ученых одной из важнейших задач на протяжении долгого времени.

Полная информация о разработанном методе повышения электропроводимости металлоорганических соединений была описана в работе «Перенастраиваемая электропроводимость металлоорганических соединений в тонкопленочных устройствах» (Tunable Electrical Conductivity in Metal-Organic Framework Thin-Film Devices), опубликованной 5 декабря в научном журнале Science Express.

Работа проводилась учеными из Сандийских национальных лабораторий и их коллег из Национального института стандартов и технологий США. В свою очередь Алек Талин является и автором опубликованной статьи и ведущим ученым, ответственным за разработку новой технологии.

«Если говорить прямо, разработанный процесс проливает гигантское количество света на проводимость этих материалов», — говорит ученый.

Его коллега Марк Аллендорф, старший ученый из Сандийских национальных лабораторий, говорит, что металлоорганические соединения отлично подходят для использования в новых видах микроэлектроники, энергосборочных устройствах, в медицинских, а также различных сенсорных устройствах.

«Все очень похоже на конструктор «Тинкертой», в котором нужно было соединять деревянные шарики с дырочками специальными палочками. Так вот металлоорганические соединения работают по тому же принципу.

Только здесь в качестве шариков с дырочками выступают ионы металла, а роль соединительных палочек берут на себя органические молекулы», — объясняет Аллендорф, который считает, что металлоорганические соединения — это самая лучшая вещь, с которой ему приходилось иметь дело за 28 лет работы в Сандии.

Необычное сочетание свойств, характеризующих металлоорганические соединения, происходит от комбинации органических и неорганических компонентов. Одной из самых интересных особенностей металлоорганических соединений (МОС) является возможность создания большой рабочей площади, что в свою очередь представляется возможным благодаря другой особенности МОС — наноразмерной пористости. Кроме того, МОС обладают отменной термостойкостью.

«Важно отметить, что МОС обладает характеристиками молекул, которые позволяют нам адаптировать их свойства под определенный набор задач: он с легкостью подвергается химическим изменениям, в отличие от традиционных неорганических электропроводимых материалов, вроде кремния или угля», — говорит Талин.

«Это не то же самое, что кремний, который не может менять свои электрические свойства», — продолжает ученый.

«Вы можете добавить или изменить компонентный состав кремния, но наш подход позволяет добиться от самого материала тех свойств, которые вам необходимы, не прибегая к сторонним примесям. Это настоящий праздник молекулярной электроники», — подытоживает эксперт.