Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio crearon los primeros dispositivos de nanocables moleculares orgánicos térmicamente estables utilizando una sola molécula de 4.5 nm de largo colocada dentro de electrodos nanogap chapados en oro sin electrodos.
Los métodos y materiales tradicionales utilizados para la fabricación de circuitos integrados modernos están cerca de alcanzar o probablemente ya han alcanzado sus limitaciones físicas finales con respecto al tamaño del producto final. En otras palabras, es casi imposible una mayor miniaturización de los dispositivos electrónicos.sin profundizar en otros tipos de materiales y tecnología, como los dispositivos electrónicos moleculares orgánicos. Sin embargo, esta clase de dispositivos generalmente funciona correctamente solo a temperaturas extremadamente bajas debido a las fluctuaciones térmicas de las moléculas orgánicas y los electrodos metálicos.
Si bien los electrodos especiales de nanogap chapados en oro sin electrodos, llamados electrodos ELGP, han demostrado una estabilidad térmica excepcional en su brecha, se deben desarrollar nuevas clases de cables moleculares para abordar el problema mencionado anteriormente. Debido a esto, un equipo de científicos, incluido el profesorYutaka Majima, del Instituto de Tecnología de Tokio Tokyo Tech, se centró en una molécula de 4,5 nm de longitud llamada oligo- fenilenvinileno con puente de carbono disulfanilo o COPV6 SH 2 para abreviar
Esta molécula tiene un sistema rígido con forma de varilla conjugada con pi, que está aislada electrónica y espacialmente de sus alrededores por cuatro grupos 4-octilfenilo. La molécula tiene dos terminales sulfhidrilo, que pueden o no unirse químicamente con las superficies de oro opuestasde un nanogap ELGP. Curiosamente, el equipo de investigación descubrió que cuando el COPV6 SH 2 la molécula se une a las superficies doradas de una manera específica, llamada SAuSH, el dispositivo resultante muestra el comportamiento característico de los dispositivos coherentes de túnel de electrones resonantes, que tienen una variedad de aplicaciones potenciales en los campos de la electrónica y la nanotecnología.
Lo más importante es que el dispositivo resultante era térmicamente estable, mostrando curvas de corriente versus voltaje similares tanto a 9 como a 300 K. Esto no se había logrado antes de usar cables moleculares orgánicos flexibles. Sin embargo, hay varias formas en que el COPV6 SH 2 la molécula puede unirse al nanogap ELGP, y el equipo actualmente no tiene forma de controlar el tipo de dispositivo que obtendrán.
A pesar de eso, midieron las características eléctricas de los dispositivos que obtuvieron para explicar en detalle los mecanismos cuánticos subyacentes que determinan su comportamiento. Además, verificaron sus hallazgos con valores teóricamente derivados y, al hacer esto, reforzaron aún mássu conocimiento sobre el principio de funcionamiento del dispositivo SAuSH y las otras configuraciones posibles.
El próximo desafío es obtener un mejor rendimiento del dispositivo SAuSH, porque su rendimiento fue inferior al 1%. El equipo cree que la rigidez y el alto peso molecular de la molécula, así como la estabilidad de los electrodos ELGP, seríanresponsable de la alta estabilidad del dispositivo resultante y su bajo rendimiento. Dadas las muchas variaciones posibles de la clase de moléculas COPVn y las diversas configuraciones de nanogap ELGP, el problema del rendimiento puede resolverse mediante ajustes en los métodos y las características de las moléculas ybrechas utilizadas. Los datos reportados en este trabajo proporcionarán una base para futuras investigaciones electrónicas a escala molecular.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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