Los circuitos eléctricos se reducen y amplían constantemente con funciones específicas. Un nuevo método ahora permite establecer contacto eléctrico con moléculas simples en un chip de silicio convencional. La técnica promete traer avances en la tecnología de sensores y medicina, como se informa en eldiario Naturaleza por químicos de la Universidad de Basilea e investigadores de IBM Research - Zurich en Rüschlikon.
Para desarrollar aún más la tecnología de semiconductores, el campo de la electrónica molecular busca fabricar componentes de circuito a partir de moléculas individuales en lugar de silicio. Debido a sus propiedades electrónicas únicas, las moléculas son adecuadas para aplicaciones que no pueden implementarse utilizando tecnología de silicio convencional. Sin embargo, estorequiere métodos confiables y económicos para crear contactos eléctricos en los dos extremos de una molécula.
La capacidad de producir miles de elementos
Investigadores de la Universidad de Basilea e IBM Research - Zurich ahora han desarrollado una técnica que permite establecer contacto eléctrico con moléculas individuales. Miles de componentes estables de metal-molécula-metal se pueden producir simultáneamente depositando una película de nanopartículas enlas moléculas, sin comprometer las propiedades de las moléculas. Este enfoque se demostró utilizando compuestos de alcano-ditiol, que están formados por carbono, hidrógeno y azufre.
Los investigadores utilizaron un tipo de construcción tipo sándwich en la que una capa intermedia de moléculas se pone en contacto con electrodos metálicos desde arriba y desde abajo. El electrodo inferior consiste en una capa de platino, que está recubierta con una capa de material no conductor.Luego se graban poros diminutos en esta capa para producir patrones arbitrarios de compartimentos de diferentes tamaños, dentro de los cuales hay un contacto eléctrico con el electrodo de platino.
monocapas autoensambladas
Los investigadores aprovecharon la capacidad de ciertas moléculas para autoensamblarse. Sobre el patrón de poros, aplicaron una solución que contiene moléculas de alcano-ditiol, que se autoensamblan en los poros, formando una película de monocapa densamente empaquetada. Dentro de estopelícula, las moléculas individuales exhiben una disposición regular y una conexión eléctrica con el electrodo de platino inferior. El contacto eléctrico con la capa molecular se establece a través de un electrodo superior hecho de nanopartículas de oro.
La nueva técnica resuelve en gran medida los problemas que anteriormente obstaculizaban la creación de contactos eléctricos a las moléculas, como la alta resistencia de contacto o los cortocircuitos por filamentos que penetran en la película. Los bloques de construcción fabricados por este método se pueden operar en condiciones estándar y proporcionarestabilidad a largo plazo. Además, el método puede aplicarse a una variedad de otros sistemas moleculares y abre nuevas vías para integrar compuestos moleculares en dispositivos de estado sólido. Sus aplicaciones podrían incluir nuevos tipos de instrumentos en los campos de la tecnología de sensores y la medicina.
"Nuestro enfoque ayudará a acelerar el desarrollo de componentes electrónicos y sensores fabricados químicamente y controlables", dice el profesor Marcel Mayor del Departamento de Química de la Universidad de Basilea. El proyecto recibió una importante financiación del Centro Nacional de Competencia en InvestigaciónNCCR para Ingeniería de Sistemas Moleculares, en la que la Universidad de Basilea y ETH Zurich son las principales empresas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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