La capacidad de ensamblar bloques de construcción electrónicos que consisten en moléculas individuales es un objetivo importante en nanotecnología. Un grupo de investigación interdisciplinario en la Universidad Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg FAU ahora está significativamente más cerca de lograr este objetivo. El equipo de investigadores encabezado porLa Prof. Dra. Sabine Maier, Prof. Dr. Milan Kivala y Prof. Dr. Andreas Görling han ensamblado y probado con éxito conductores y redes formados por moléculas de bloques de construcción individuales, recientemente desarrolladas, que en el futuro podrían servir como la base de componentes parasistemas optoelectrónicos, como pantallas planas flexibles o sensores. Los investigadores de la FAU han publicado sus resultados en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Las técnicas litográficas en las que las estructuras requeridas se cortan de los bloques existentes se emplean principalmente en la actualidad para producir componentes micro y nanoelectrónicos. 'Esto no es diferente a cómo un escultor crea un objeto a partir de material existente cortando lo que no hace"Lo pequeño que podemos hacer estas estructuras está determinado por la calidad del material y nuestras habilidades mecánicas", explica la Dra. Sabine Maier de la Cátedra de Física Experimental. "Ahora tenemos algo así como un conjunto de ladrillos de Lego para usaren el campo nanoelectrónico; esto nos permite fabricar los objetos requeridos 'de abajo hacia arriba', en otras palabras, comenzamos desde la base y colocamos las pequeñas unidades una encima de la otra ".
Los investigadores ahora pueden usar estos bloques de construcción para producir las estructuras unidimensionales más pequeñas, conductores y estructuras bidimensionales, redes, bajo condiciones controladas con precisión. Las estructuras se caracterizan por su extrema regularidad sin defectos estructurales.Estructuras perfectas de este tipo son esenciales para producir componentes nanoelectrónicos minúsculos con varias propiedades.
La base de estos semiconductores orgánicos sintéticos, los ladrillos de Lego, por así decirlo, se sintetizó en el Instituto de Química Orgánica de la FAU. 'Nuestro componente básico es un triángulo que consta de 21 átomos de carbono con un átomo de nitrógeno en su centro, con hidrógeno, yodo o bromo depositados en las esquinas dependiendo de la estructura deseada ', aclara el Prof. Dr. Milan Kivala de la Cátedra de Química Orgánica I. Los investigadores de la FAU unen las moléculas correspondientes a una superficie portadora hecha de oro y esto esluego se calienta a 150-270 ° C. Este proceso inicialmente forma hexágonos o cadenas. Cuando las muestras alcanzan una temperatura de 270 ° C, los bloques de construcción moleculares forman mallas químicamente unidas, planas y en forma de panal que tienen una estructura similar a esadel grafeno material ganador del Premio Nobel.
El grupo de investigación ya ha logrado determinar una de las principales propiedades eléctricas: el llamado 'intervalo de banda'. 'Hemos establecido que el intervalo de banda de las estructuras bidimensionales es más pequeño que el de las disposiciones unidimensionales delos mismos componentes moleculares ", agrega el profesor Dr. Andreas Görling de la Cátedra de Química Teórica." Estas ideas nos ayudarán en el futuro a predecir las propiedades de estas estructuras y ajustarlas a los valores deseados para aplicaciones optoelectrónicas específicas ".
Esta investigación ha abierto la posibilidad de fabricar componentes nanoelectrónicos cada vez más pequeños. Las técnicas litográficas actuales utilizadas en la producción comercial de microchips solo pueden crear estructuras de más de 14 nanómetros. Los conductores generados en Erlangen son solo un poco más anchos que un nanómetroy, por lo tanto, alrededor de cincuenta mil veces más delgado que un cabello humano. Sin embargo, se necesitan varios desarrollos adicionales antes de que puedan usarse en aplicaciones tecnológicas. Por ejemplo, todavía es necesario encontrar un material portador eléctricamente no conductor adecuado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Erlangen-Nuremberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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