Идея перемещать электроны по схеме небольшими порциями с помощью механических челноков, а не гонять их постоянно в виде тока по проводам, была высказана около десяти лет назад. Такой способ обещал резкое снижение потребляемой схемой энергии за счет перемещения небольшого количества электронов только тогда, когда это необходимо.
Первые попытки реализовать идею на практике нельзя назвать успешными. Сначала челноки изготавливали из кремниевых балок, которые заставляли вибрировать переменным током. Но балки получались слишком громоздкими - порядка нескольких десятков нанометров. К тому же работали они лишь на своей резонансной частоте и требовали много энергии на раскачку. В другой работе в качестве челнока попытались использовать похожую на футбольный мяч молекулу фуллерена С60. Но ее диаметр (около нанометра) оказался слишком мал, и получить надежные доказательства, что она действительно работает как челнок, двигаясь взад-вперед, не удалось.
В новой работе в качестве челнока был использован золотой шарик диаметром 20 нм. Его закрепили в зазоре между двумя золотыми электродами с помощью монослоя гибких органических молекул, работавших как пружины. Когда к электродам прикладывали напряжение, золотая наночастичка начинала колебаться, каждый раз перенося с собой электроны от отрицательного электрода к положительному. Из-за своих малых размеров и кулоновского отталкивания электронов частичка переносила за один цикл не больше четырех электронов. Их количество можно было легко варьировать, меняя напряжение между электродами.
Ученые сняли вольт-амперные характеристики своего челнока и убедились, что они полностью согласуются с теорией: ток через наночелнок пропорционален рабочей частоте, которую можно варьировать, изменяя массу частички или эластичность ее молекулярного подвеса. Однако этот ток можно изменять и задавая смещение на третьем электроде, почти так же, как в обычном полевом транзисторе. Поэтому из комбинаций подобных наночастичек и электродов можно строить самые разные NEMS-устройства, работающие на частотах от единиц до сотен гигагерц.
Теперь ученые заняты реализацией транзистора, в котором третий электрод будет управлять количеством электронов, переносимых золотым челноком за одно колебание. Такое устройство сможет работать при комнатных температурах, передавая электроны строго по одному. ГА
Метод пряника Кнута
Живая легенда мира информационных технологий Дональд Кнут (Donald Knuth) известен не только своими классическими монографиями по программированию, но и оригинальным чувством юмора. Разменяв восьмой десяток, он не утратил жизнелюбия, по сей день регулярно отпуская профессиональные шуточки. Чего стоит хотя бы устремленная к числу "пи" система нумерации версий пакета TeX. К той же категории относится и выплачиваемая им награда размером в один шестнадцатеричный доллар (эквивалентный, как нетрудно догадаться, 256 центам) за каждую ошибку, обнаруженную читателями в его книгах. Вот уже на протяжении сорока лет Кнут собственноручно выписывает чеки. И хотя отдельные гонорары составляли несколько сотен долларов (на сей раз обычных американских), а общая сумма к 2005 году превысила 20 тысяч "зеленых", лишь немногие читатели обналичивали полученный чек, предпочитая сохранить его на память. Тем не менее нынешней осенью мэтр сообщил о решении прекратить выплаты.
