Молекулярные функциональные устройства

Молекулярная электроника - это раздел электроники, решающий комплекс физических, химических, схемотехнических и технологических проблем с целью создания микроминиатюрной электронной аппаратуры путем использования различных эффектов и физических явлений в молекулах твердого тела. Электронные схемы подобно интегральным микросхемам получают созданием внутри кристалла локальных неоднородностей, позволяющих осуществлять необходимое управление потоком объемных зарядов с помощью электрических или магнитных полей. В молекулярных устройствах нельзя отождествлять отдельные структурные области с элементами радиосхемы; эти устройства оцениваются только в целом по выполняемым ими функциям.

На рис. 28 приведена электрическая принципиальная схема однополупериодного выпрямителя и электронное устройство, выполняющее функции выпрямителя. Устройство представляет собой монолитный кристалл, состоящий из трех областей (доменов) с разными электронными уровнями. Области соприкасаются по всей поверхности раздела. Первая область 1 - резистивная, к ней подведено напряжение переменного тока, который, протекая по этому домену, разогревает его. Тепло, выделившееся в первом домене, проходит через средний домен 2, являющийся хорошим проводником тепла и изолятором в цепи переменного тока, и поступает в термоэлектрический домен 3, в котором тепловая энергия превращается в электрическую. На выходе домена 3 (между выходными зажимами) действует постоянное напряжение, равное 9 В.

Рис. 28 Однополупериодный выпрямитель: а - электрическая принципиальная схема; б - электронное устройство, выполняющее функции выпрямителя

Создание принципиально новых устройств хранения и переработки информации на цилиндрических доменах (запоминающих устройствах большой емкости, логических и переключающих устройствах) является очередным этапом в развитии вычислительной техники. В настоящее время разработаны функциональные приборы на основе пьезоэффекта, служащие для стабилизации частоты, задержки электрического сигнала на определенный отрезок времени и усиления высокочастотных колебаний

Внедрение прозрачных магнитных кристаллов нового класса позволяет создавать устройства управления различного назначения. Эти устройства вытесняют существующие аналоги электронных, электрооптических, акустических и другие приборов. Таким образом, один функциональный блок, созданный в едином монолите твердого тела, может осуществлять преобразование сложных функций, заменяя собой целую схему, составленную из дискретных, активных и пассивных элементов.