Исследователи из японского института RIKEN разработали новый метод самосборки упорядоченных органических молекулярных структур, который, в конечном счете, может стать основой технологического процесса массового производства множества органических оптоэлектронных устройств, в том числе и оптической памяти. Базой для проведенных исследований стали результаты предыдущих исследований этой группы, в ходе которых ученые выяснили, что некоторые органические молекулы могут обратимо изменять свое состояние в ответ на воздействие импульса света с определенными характеристиками. Различные состояния этих молекул представляют собой интерпретацию значений логического 0 и 1, хранимых в ячейках органической молекулярной оптической памяти.
Группа ученых из института RIKEN для получения молекулярного монослоя пошла достаточно нетрадиционным путем. Они использовали в своих интересах взаимодействие между электрическими диполями (объектами, имеющими ярко выраженные положительный и отрицательный электрические полюса) молекул определенного соединения и ионами щелочного металла. В результате этих взаимодействий на медной поверхности формировался гомогенный монослой молекул диарилэтена (diarylethene).
Особенной свойств, которые присущи молекулам диарилэтена, весьма полезны при использовании этих молекул в оптоэлектронике. Эти молекулы являются фотохромными, т.е. они обратимо изменяют свой цвет, когда они освещаются светом с определенным набором характеристик. Кроме этого, молекулы диарилэтена, созданные исследователями из института RIKEN, являются электрическими диполями, благодаря чему они могут самособираться, формируя упорядоченные структуры на медном основании и сохраняя, при этом, свои фотохромные свойства.
«Благодаря возможности самосборки гомогенного монослоя молекул диарилэтена, в котором молекулы находятся на минимально допустимом расстоянии друг от друга, мы сможем создать устройства оптической памяти, плотность хранения которой будет в сотни и тысячи раз превосходить аналогичный показатель самых современных устройств памяти» — рассказывает Томоко Шимизу (Tomoko Shimizu), ведущий исследователь группы, — «А сейчас мы занимаемся разработкой технологии, при помощи которой можно будет переключать отдельные молекулы структуры из одного фотохромного состояния в другое, и считывать ее текущее состояние».
Следует отметить, что разрабатываемые учеными RIKEN технологии находятся на самых ранних стадиях. И даже в том случае, если эта технология будет доведена до логического завершения, ей придется включиться в очень жесткую борьбу со многими другими перспективными технологиями, такими, как технологии резистивной памяти на мемристорах.