Учёные из университета Базеля, Швейцария, и Технологического института Карлсруэ, Германия, создали один из самых маленьких в мире электрических выключателей, основой которого является одна-единственная молекула синтезированная таким образом, чтобы придать этой молекуле необходимые электрические и механические свойства. Это является шагом на пути к молекулярной электронике.
Следует отметить, что форма молекулы чем-то напоминает трехногий лунный посадочный модуль, на вершине её находится активная часть переключателя, а три «ноги» имеют химические «якоря», которые надёжно удерживают молекулу на основании с золотым покрытием. Роль активного элемента выполняет нитриловая группа, которая выступает достаточно далеко за пределы всей остальной молекулы.
Вторым электродом этого «выключателя» является наконечник туннельного сканирующего микроскопа, и при его же помощи осуществляется управление состоянием выключателя. Когда наконечник микроскопа входит в контакт с нитриловой группой на вершине молекулы, то через молекулу начинает течь электрический ток, а электрическая проводимость молекулы зависит от положения нитриловой группы. Чем сильней она прижимается наконечником микроскопа в сторону молекулы, тем ниже становится электрическое сопротивление и тем «качественней» срабатывает этот молекулярный выключатель.
Нитриловая группа имеет так называемый дипольный момент, неравномерность распределения положительного и отрицательного электрического заряда. Это позволяет, помимо механического способа, управлять состоянием выключателя при помощи электрического поля. Изменяя полярность и силу потенциала на наконечнике микроскопа, можно заставить нитриловую группу или приблизиться к остальной молекуле или наоборот, отдалиться от нее, включая или выключая молекулярный выключатель.
Самое интересное, что контакт между молекулой и наконечником микроскопа может быть установлен или разорван сколь угодно большое количество раз, не вызывая остаточных деформаций структуры молекулы. Это стало возможным за счёт предварительного просчёта формы молекулы.
