Материал, обладающий рекордной электропроводностью и демонстрирующий полное отсутствие энергетических потерь на расстояниях в десятки нанометров, может революционизировать сферу компактных и энергоэффективных вычислительных устройств, считают исследователи.

Американские ученые создали органическую молекулу с самой высокой электропроводностью среди известных аналогов. Новый материал позволяет электронам двигаться по молекулярной цепи практически без сопротивления, что ранее было недостижимо для подобных соединений. До настоящего времени не существовало молекулы, способной обеспечивать столь эффективный перенос электронов без заметных потерь проводимости.

Кун Ван, доцент физического факультета Университета Майами и один из авторов работы, отмечает: в отличие от традиционных молекулярных проводников, где проводимость резко снижается с увеличением длины, новая молекула сохраняет свои уникальные свойства даже на относительно длинных участках.

В состав молекулы входят широко распространённые элементы: углерод, сера и азот. Она отличается химической стабильностью и устойчивостью к воздействию окружающей среды, что позволяет интегрировать её в современные наноэлектронные устройства.

Поскольку кремниевые технологии уже почти исчерпали свои физические возможности, открытие может стать прорывом. «За последние несколько десятилетий плотность транзисторов на кристалле удваивалась каждые два года, но сегодня мы сталкиваемся с пределами развития кремниевой электроники», — подчеркнул Ван.

Необычайно высокая проводимость достигается благодаря особому взаимодействию электронных спинов на концах молекулы. В будущем это свойство может быть использовано для создания кубитов — элементарных единиц квантовых компьютеров.

Для исследования свойств материала учёные применили сканирующий туннельный микроскоп и специальный манипулятор, который позволил изолировать отдельную молекулу и точно оценить её проводимость. Эксперименты и последующая проверка результатов заняли у специалистов более двух лет, но полученные данные превзошли все ожидания.