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  • Cableado de componentes electrónicos a base de carbono

    Vista artística de una conexión eléctrica entre una molécula de "fútbol" basada en carbono y un solo átomo metálico (bola gris). Los investigadores pudieron cuantificar cómo la corriente depende de la naturaleza química del átomo en contacto.

    Nanoestructuras a base de carbono como nanotubos, hojas de grafeno, y las nanocintas son bloques de construcción únicos que muestran propiedades nanomecánicas y nanoelectrónicas versátiles. Estos materiales que están ordenados en la nanoescala, es decir, en la dimensión de una millonésima de milímetro, son candidatos prometedores para visualizar aplicaciones en dispositivos a nanoescala, que van desde la conversión de energía hasta los transistores nanoelectrónicos. Una buena conexión entre los materiales a base de carbono y los cables metálicos externos es de gran importancia en el rendimiento del nanodispositivo. un aspecto donde los investigadores de la UPV / EHU han superado un importante paso, DIPC y CNRS mediante el estudio de contactos de nanoestructuras de carbono con átomos de diferente naturaleza química.

    La naturaleza química de los cables en contacto es de gran importancia ya que afecta las propiedades electrónicas y la geometría del contacto. El impacto de estos dos aspectos en las propiedades de transporte se entrelazan y este grupo estudió estos dos parámetros para contactos reducidos al límite de átomos individuales, ya que para estructuras grandes es un desafío abordarlos por separado.

    En estrecha colaboración, los investigadores utilizaron un prototipo de molécula a base de carbono hecha de 60 átomos de carbono dispuestos en una esfera que puede verse como una hoja de grafeno enrollada en una bola diminuta. El equipo experimental en Estrasburgo dirigido por Guillaume Schull, adjuntó esta molécula al ápice de una aguja de metal extremadamente pequeña de un microscopio de túnel de barrido. La aguja terminada en moléculas se acercó luego con cautela a los átomos metálicos individuales de diferente naturaleza química hasta la formación de una conexión robusta. Al medir simultáneamente la corriente eléctrica que pasa a través de estas conexiones, podrían deducir cuál de los átomos metálicos individuales está inyectando cargas a la molécula de carbono con la mayor eficiencia.

    Simulaciones informáticas a gran escala realizadas por el equipo teórico en San Sebastián liderado por Thomas Frederiksen, Profesor de Investigación Ikerbasque en el DIPC, reveló un aspecto fascinante e inesperado de estas conexiones extremadamente pequeñas:sus propiedades eléctricas y mecánicas son de hecho representativas de materiales mucho más grandes a base de carbono.

    Estos resultados, publicado en la prestigiosa revista Comunicaciones de la naturaleza , sienta las bases para encontrar contactos extremadamente eficientes en un futuro próximo. El estudio allana el camino para sondear una gran cantidad de especies metálicas diferentes (así como pequeñas aleaciones hechas de dos o tres átomos metálicos diferentes), permitiendo una clasificación sistemática de sus habilidades para inyectar electrones en dispositivos electrónicos emergentes basados ​​en carbono.


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