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El rendimiento de la electrónica moderna aumenta constantemente a un ritmo rápido gracias a la miniaturización continua de los componentes utilizados. Sin embargo, Surgen graves problemas debido a los fenómenos de la mecánica cuántica cuando las estructuras convencionales simplemente se hacen más pequeñas y alcanzan la escala nanométrica. Por lo tanto, la investigación actual se centra en el llamado enfoque ascendente:la ingeniería de estructuras funcionales con los bloques de construcción más pequeños posibles:átomos y moléculas individuales.
Por primera vez, una colaboración de investigadores de toda Europa logró investigar el comportamiento eléctrico de solo dos C 60 moléculas tocándose entre sí. La molécula que tiene la forma de una pelota de fútbol fue descubierta en 1985 y desde entonces ha atraído una gran atención por parte de investigadores de todo el mundo debido a su química única y sus posibles aplicaciones tecnológicas en nanotecnología. ciencia de materiales y electrónica.
Los hallazgos de los investigadores de institutos en Alemania, Francia, España y Dinamarca se publicaron en el último número de la prestigiosa revista Cartas de revisión física . Se usó un microscopio de barrido de túnel (STM) para construir un circuito eléctrico ultrapequeño compuesto por solo dos C 60 moléculas, cada uno de solo 1 nanómetro de diámetro. Los investigadores primero recogieron una sola C 60 mol-cule con la punta STM y luego se acercó a una segunda molécula con una precisión de algunas billonésimas de metros. Durante este enfoque controlado, los físicos pudieron medir la corriente eléctrica que fluye entre las dos moléculas. Entendiendo esta corriente, que depende críticamente de la distancia entre las moléculas, es importante para utilizar moléculas en la electrónica futura.
La investigación reveló que la corriente eléctrica no fluye fácilmente entre las dos moléculas de C60 en contacto:la conductancia es 100 veces menor que la de una sola molécula. Este hallazgo es crucial para dispositivos futuros con moléculas muy compactas, ya que indica que las corrientes de fuga entre circuitos vecinos serán controlables.
Estos hallazgos experimentales están fuertemente respaldados por cálculos de mecánica cuántica que también son el resultado de una mala conductividad eléctrica entre dos C 60 moléculas.
La extrema precisión de manipulación y control de moléculas individuales presentada en este trabajo abre una nueva ruta para explorar otras moléculas prometedoras. La comprensión más profunda de la corriente eléctrica a escala nanométrica es un paso esencial hacia la nueva nanoelectrónica molecular.
Más información: PRL 103, 206803 (2009), DOI:10.1103 / PhysRevLett.103.206803
Fuente:Universidad de Kiel
