Ученые создали устройство для хранения и передачи информации с помощью света

Устройство на основе углеродной нанотрубки и светящегося белка создали ученые из Москвы. Новинка меняет способность пропускать электричество под воздействием света разных спектров. Желтый и фиолетовый свет «тормозят» ток, а остальной видимый спектр делает устройство проводником.

Исследователи считают, что разработку можно использовать при создании светочувствительной электроники для быстрой обработки больших объемов информации.

Оптоэлектронные системы используют свет для управления движением зарядов и обеспечивают высокую скорость передачи данных. Они улучшают работу электроники в быту, промышленности и медицине, а также системы беспроводной связи.

Разработка новых оптоэлектронных материалов востребована, так как их пока создано немного. Перспективное направление — наносистемы на основе флуоресцентных белков. Это природные молекулы, которые под действием света испускают собственное свечение другого диапазона. Если соединить такой белок с материалом, проводящим ток, например, углеродной нанотрубкой, то с помощью света можно будет передавать информацию, запуская поток заряженных частиц.

Ученые из трех институтов создали оптоэлектронный компонент на основе углеродной нанотрубки и красного флуоресцентного белка. Они прикрепили молекулы флуоресцентного белка к углеродной нанотрубке и изучили их поведение под действием электрического поля.

Авторы освещали наноустройство светом разных длин волн, чтобы понять, как меняется его способность проводить электрический ток. Эксперименты показали, что при освещении любыми длинами волн, кроме 390 и 590 нанометров (что соответствует фиолетовой и желтой частям спектра), ток резко увеличивался. В этом случае нанотрубка «реагировала» на свет положительно — ее проводящие свойства улучшились.

Если устройство освещали лучами с длиной волны 390 или 590 нанометров, ток в нем плавно уменьшался, а значит, проводимость (фотоотклик) элемента была отрицательной. Это происходило потому, что флуоресцентный белок поглощал свет именно на этих длинах волн. Он преобразовывал оптический сигнал в электрический, ослабляя ток.

Получается, что устройство может воспринимать свет разных длин волн и по-разному реагировать на облучение. Это можно использовать в устройствах для передачи и хранения информации, управляемых светом.

Наша разработка пригодится для устройств молекулярной электроники, светоизлучающих диодов и оптических транзисторов. Преимущество инженерных белков в том, что их можно генетически запрограммировать на чувствительность к определенной длине волны в видимом спектре. Мы планируем исследовать, насколько специфично наши структуры могут реагировать на заданную длину волны. Это позволит ускорить процесс вычислений за счет распараллеливания на разных длинах волн, — рассказал руководитель проекта Иван Бобринецкий, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института интегральной электроники имени академика К.А. Валиева Национального исследовательского университета «МИЭТ».

Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Electronic Materials.

28.10.2024


Подписаться в Telegram



Нано

Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек
Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек

Квантовые точки, или полупроводниковые на...

Nature Nanotechnology: Идет создание упрощенной формы жизни
Nature Nanotechnology: Идет создание упрощенной формы жизни

Учёные много лет пытаются понять, как&nbs

LS&A: Разработан метод синтеза наночастиц высокоэнтропийных сплавов
LS&A: Разработан метод синтеза наночастиц высокоэнтропийных сплавов

Быстрое создание наночастиц высокоэнтропийных ...

Nano Letters: Тройные стыки — залог сохранения стабильности наноматериалов
Nano Letters: Тройные стыки — залог сохранения стабильности наноматериалов

Как создать материалы, которые будут прочнее и...

Nature Nanotechnology: Нанодиски для стимуляции мозга заменят инвазивные электроды
Nature Nanotechnology: Нанодиски для стимуляции мозга заменят инвазивные электроды

Новые магнитные нанодиски разработали учёные и...

LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода
LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода

С развитием нанотехнологий создано много искус...

ACS Nano: Открыты светопоглощающие свойства ахиральных материалов
ACS Nano: Открыты светопоглощающие свойства ахиральных материалов

Исследователи из Университета Оттавы сдел...

ACS Nano: Искусственный паучий шелк превратят в медицинские материалы
ACS Nano: Искусственный паучий шелк превратят в медицинские материалы

Скоро Хэллоуин, пора украшать дома страшными в...

AFM: Антибактериальные поверхности из графена уничтожат 99,9% патогенов
AFM: Антибактериальные поверхности из графена уничтожат 99,9% патогенов

Графен, обладающий сильными бактерицидными сво...

Physical Review Letters: Ученые подобрались ближе к искоренению наношума
Physical Review Letters: Ученые подобрались ближе к искоренению наношума

Благодаря наноразмерным устройствам исследоват...

ACS Nano: Новое открытие улучшит дизайн микроэлектронных устройств
ACS Nano: Новое открытие улучшит дизайн микроэлектронных устройств

Как работает электроника нового поколения и&nb...

В УГНТУ разработали установку по переработке печной сажи в графен
В УГНТУ разработали установку по переработке печной сажи в графен

Установку, которая перерабатывает печную сажу&...

Science: Стало возможным массовое производство металлических нанопроводов
Science: Стало возможным массовое производство металлических нанопроводов

Новый метод выращивания крошечных металлически...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
В МФТИ создают новую систему медицинской реабилитации
В МФТИ создают новую систему медицинской реабилитации
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Показал высокую эффективность: ученые СПбГУ создали гидрогель для лечения ран
Показал высокую эффективность: ученые СПбГУ создали гидрогель для лечения ран
В ННГУ разрабатывают калькулятор биологического возраста
В ННГУ разрабатывают калькулятор биологического возраста
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
The Lancet Planetary Health: Жара влияет на физическое развитие младенцев
The Lancet Planetary Health: Жара влияет на физическое развитие младенцев
NC: Ученые ищут способ понять, как клетки чувствуют и реагируют на воздействие
NC: Ученые ищут способ понять, как клетки чувствуют и реагируют на воздействие
Nature Genetics: Повторный генетический анализ улучшит диагностику миллионов
Nature Genetics: Повторный генетический анализ улучшит диагностику миллионов
Microbiome: Разработана возможная альтернатива традиционной метагеномике
Microbiome: Разработана возможная альтернатива традиционной метагеномике
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
На старт! Внимание! MITEX!
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
Школьных учителей приобщат в современной науке