Een groep wetenschappers is erin geslaagd de eerste transistor te maken die is gemaakt van een enkel molecuul. Het team, waaronder onderzoekers van de Yale University en het Gwangju Institute of Science and Technology in Zuid-Korea, publiceerden hun bevindingen in het 24 december nummer van het tijdschrift Nature.

Het team, waaronder Mark Reed, de Harold Hodgkinson hoogleraar Engineering &Applied Science aan Yale, toonde aan dat een benzeenmolecuul bevestigd aan gouden contacten zich net als een siliciumtransistor zou kunnen gedragen.

De onderzoekers waren in staat om de verschillende energietoestanden van het molecuul te manipuleren, afhankelijk van de spanning die ze erop aanbrachten via de contacten. Door de energietoestanden te manipuleren, ze waren in staat om de stroom die door het molecuul gaat te regelen.

"Het is alsof je een bal op en over een heuvel rolt, waarbij de bal de elektrische stroom voorstelt en de hoogte van de heuvel de verschillende energietoestanden van het molecuul, " zei Reed. "We waren in staat om de hoogte van de heuvel aan te passen, stroom doorlaten als deze laag was, en het stoppen van de stroom wanneer deze hoog was." Op deze manier, het team was in staat om het molecuul op vrijwel dezelfde manier te gebruiken als gewone transistors.

Het werk bouwt voort op eerder onderzoek dat Reed in de jaren negentig deed, die aantoonde dat individuele moleculen kunnen worden gevangen tussen elektrische contacten. Vanaf dat moment, hij en Takhee Lee, een voormalig postdoctoraal medewerker van Yale en nu een professor aan het Gwangju Institute of Science and Technology, hebben in de loop der jaren aanvullende technieken ontwikkeld waarmee ze konden 'zien' wat er op moleculair niveau gebeurde.

De elektrische contacten op zulke kleine schaal kunnen fabriceren, het identificeren van de ideale moleculen om te gebruiken, en uitzoeken waar ze moesten worden geplaatst en hoe ze met de contacten konden worden verbonden, waren ook belangrijke componenten van de ontdekking. "Er waren veel technologische vooruitgang en begrip dat we gedurende vele jaren hebben opgebouwd om dit mogelijk te maken, ' zei Riet.

Er is veel interesse in het gebruik van moleculen in computerschakelingen omdat traditionele transistors op zulke kleine schaal niet haalbaar zijn. Maar Reed benadrukte dat dit strikt een wetenschappelijke doorbraak is en dat praktische toepassingen zoals kleinere en snellere 'moleculaire computers' - als dat al mogelijk is - nog vele decennia verwijderd zijn.

"We zijn niet van plan om de volgende generatie geïntegreerde schakelingen te maken, ', zei hij. 'Maar na vele jaren van werk om zich hierop voor te bereiden, we hebben een zoektocht van tien jaar vervuld en laten zien dat moleculen als transistors kunnen werken."