El diodo más pequeño del mundo, el tamaño de una sola molécula, ha sido desarrollado en colaboración por investigadores estadounidenses e israelíes de la Universidad de Georgia y la Universidad Ben-Gurion del Negev (BGU).

Su estudio se publicará en línea en Química de la naturaleza el 4 de abril 2016.

"La creación y caracterización del diodo más pequeño del mundo es un hito importante en el desarrollo de dispositivos electrónicos moleculares, "explica el Dr. Yoni Dubi, investigador del Departamento de Química de BGU y del Instituto Ilse Katz de Ciencia y Tecnología a Nanoescala. "Nos da nuevos conocimientos sobre el mecanismo de transporte electrónico".

La demanda continua de más potencia informática está superando las limitaciones de los métodos actuales. Esta necesidad está impulsando a los investigadores a buscar moléculas con propiedades interesantes y encontrar formas de establecer contactos confiables entre los componentes moleculares y los materiales a granel en un electrodo. para imitar elementos electrónicos convencionales a escala molecular.

Un ejemplo de tal elemento es el diodo a nanoescala (o rectificador molecular), que funciona como una válvula para facilitar el flujo de corriente electrónica en una dirección. Una colección de estos diodos a nanoescala, o moléculas, tiene propiedades que se asemejan a los componentes electrónicos tradicionales, como un cable, transistor o rectificador. El campo emergente de la electrónica de una sola molécula puede proporcionar una forma de superar la Ley de Moore —la observación de que a lo largo de la historia del hardware informático el número de transistores en un circuito integrado denso se ha duplicado aproximadamente cada dos años— más allá de los límites de los circuitos integrados de silicio convencionales.

El grupo del profesor Bingqian Xu en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Georgia tomó una sola molécula de ADN construida a partir de 11 pares de bases y la conectó a un circuito electrónico de solo unos pocos nanómetros de tamaño. Cuando midieron la corriente a través de la molécula, no mostró ningún comportamiento especial. Sin embargo, cuando las capas de una molécula llamada "coralyne, "se insertaron (o intercalaron) entre capas de ADN, el comportamiento del circuito cambió drásticamente. La corriente saltó a voltajes negativos frente a positivos 15 veces mayores, una característica necesaria para un nano diodo. "En resumen, hemos construido un rectificador molecular intercalando específicos, pequeñas moléculas en cadenas de ADN diseñadas, "explica el Prof. Xu.

Dr. Dubi y su alumno, Elinor Zerah-Harush, construyó un modelo teórico de la molécula de ADN dentro del circuito eléctrico para comprender mejor los resultados del experimento. "El modelo nos permitió identificar la fuente de la característica similar a un diodo, que se origina al romper la simetría espacial dentro de la molécula de ADN después de que se inserta coralyne ".