В.Г. Рау, е.Г. Богаткина, т.Ф. Рау молекулярная ячейка памяти на основе симметрии комплекса
[(OCN2H4)6Co]2+,3+
В статье рассматривается пример молекулярной ячейки памяти, кодировка элементов в которой определяется перестановкой внутрекомплексных водородных связей. Молекулярный комплекс имеет наноразмеры и может быть использован в качестве квантовой точки в нанотехнологиях.
Анализ перегруппировок внутрикомплексных водородных связей комплексного катиона [M(OCN2H4)6]+ (где М – металл-комплексообразователь: Co, Cr, Zn, Mg показал [1], что возможны 72 варианта его строения (см. рисунок.1), из которых симметричными являются 7 вариантов: 1-1, 2, 3, 32, m, 3-1(I), 3-1(II).
Выбрав дополнительно один из вариантов в структуре комплекса с трансляционной симметрией 1, получаем всего восемь независимых структур для кодирования информации (байт информации). Молекулярные размеры комплексного катиона составляют величину, в среднем равную 0,7 нм. и Следовательно, катион можно разместить в поры минерала цеолита так, как это исследовано для получения квантовых точек CdS, инкапсулированных в цеолит Y, имеющий каналы диаметром 1,3 нм с порами 0,8 нм и с симметрией тетраэдра. Группа симметрии тетраэдра содержит ось симметрии третьего порядка, поэтому катионы комплекса (3, 3-1, 32) и поры цеолита согласуются друг с другом по этому параметру.
В структуре цеолита комплексные катионы [M(OCN2H4)6]+ будут выполнять функцию спейсеров. Основной технологической задачей перестройки комплекса является подбор условий для точной бомбардировки его структуры, разрывающей водородные связи. По данным обзора [2], лазерные технологии в настоящее время развиваются в интересах трех направлений:
• микроэлектроника (МЭ) – осаждение тонких пленок, лазерная литография (куда входят ретушь и генерация фотошаблонов, а в более общем смысле – формирование
топологии), подстройка резисторов и других электронных компонентов, запись информации, а также процессы отжига, активации, легирования микроэлектронных структур и сборочно–монтажные процессы (сварка, пайка, сверление и разделение подложек микросхем и т.п.);
• микромеханика (ММ) – лазерная прецизионная резка, сверление, маркировка,
гравировка, скрайбирование, сварка, упрочнение и т.д)1;
• микрооптика (МО) – лазерное формирование микрооптических компонентов обработкой поверхности микропрофилированием, полировкой, а также локальным направленным изменением структуры и свойств, например денсификацией пористого стекла, аморфизацией стеклокерамики, закалкой и т.п., в том числе с применением дополнительных воздействий. Наряду с перечисленными, развиваютсяпроцессы лазерного управления топологией поверхности, позиционирования микродеталей в пространстве, создание искусственных (фотонных) кристаллов и др.
Для производства микроструктур (микропор) был использован Nd:YAG лазер, который работал в одномодовом режиме и генерировал импульсы длительностью 100 нс. Оптическая фокусирующая система была оптимизирована, чтобы обеспечивать максимальное соотношение глубины кратера к диаметру. Диаметр кратеров от 5 до50 мкм. Очевидно, что в нынешних условиях предложенная технология лазерного управления водородными связями не может быть осуществлена. Тем не менее, сама постановка задачи и модельные расчеты могут приблизить положительный результат.
Рис. 1. Примеры вариантов симметрии комплекса [(OCN2H4)6Co]2+,3+ в программе перестройки внутрикомплексных водородных связей
Библиографический список.
1. Рау В.Г., Бондарь В.И., Рау Т.Ф., Степанов С.В. Особенности структур комплексных и гетерокомплексных соединений с октаэдрическим катионом [M(OCN2H4)6]2+,3+ // Проблемы кристаллохимии. М.: Наука, 1990. С. 99 – 110.
2. Храмов В.Ю. Расчет элементов лазерных систем для информационных и технологических комплексов: учеб. метод. пособие.: СПб СПбГУ ИТМО, 2008. 79 с.