Los científicos de materiales del Nano / Bio Interface Center de la Universidad de Pensilvania han demostrado la transducción de radiación óptica en corriente eléctrica en un circuito molecular. El sistema, una serie de nano moléculas de oro, responder a las ondas electromagnéticas creando plasmones de superficie que inducen y proyectan corriente eléctrica a través de las moléculas, similar al de las células solares fotovoltaicas.

Los resultados pueden proporcionar un enfoque tecnológico para una recolección de energía de mayor eficiencia con un circuito de tamaño nanométrico que puede alimentarse a sí mismo. potencialmente a través de la luz solar. Recientemente, Los plasmones de superficie se han diseñado en una variedad de dispositivos activados por luz, como biosensores.

También es posible que el sistema se pueda utilizar para el almacenamiento de datos informáticos. Mientras que el procesador de computadora tradicional representa datos en forma binaria, ya sea encendido o apagado, una computadora que usara tales circuitos fotovoltaicos podría almacenar datos correspondientes a longitudes de onda de luz.

Debido a que los compuestos moleculares exhiben una amplia gama de propiedades ópticas y eléctricas, las estrategias de fabricación, Las pruebas y análisis aclarados en este estudio pueden formar la base de un nuevo conjunto de dispositivos en los que las propiedades eléctricas controladas por plasmón de moléculas individuales podrían diseñarse con amplias implicaciones para los circuitos plasmónicos y los dispositivos optoelectrónicos y de recolección de energía.

Amanecer bonnell profesor de ciencia de los materiales y director del Nano / Bio Interface Center en Penn, y sus colegas fabricaron una serie de dispositivos sensibles a la luz, nanopartículas de oro, uniéndolos sobre un sustrato de vidrio. Minimizar el espacio entre las nanopartículas a una distancia óptima, los investigadores utilizaron radiación óptica para excitar electrones conductores, llamados plasmones, para montar la superficie de las nanopartículas de oro y enfocar la luz hacia la unión donde están conectadas las moléculas. El efecto plasmón aumenta la eficiencia de la producción de corriente en la molécula en un factor de 400 a 2000 por ciento, que luego se puede transportar a través de la red al mundo exterior.

En el caso de que la radiación óptica excite un plasmón de superficie y las nanopartículas estén acopladas de forma óptima, se establece un gran campo electromagnético entre las partículas y es capturado por nanopartículas de oro. Luego, las partículas se acoplan entre sí, formando un camino de percolación a través de electrodos opuestos. El tamaño, la forma y la separación se pueden adaptar para diseñar la región de luz enfocada. Cuando el tamaño, la forma y la separación de las partículas se optimizan para producir una antena óptica "resonante", factores de mejora de miles
podría resultar.

Es más, el equipo demostró que la magnitud de la fotoconductividad de las nanopartículas acopladas al plasmón se puede ajustar independientemente de las características ópticas de la molécula, un resultado que tiene implicaciones significativas para los futuros dispositivos optoelectrónicos a nanoescala.

"Si la eficiencia del sistema pudiera ampliarse sin ningún tipo de ayuda adicional, limitaciones imprevistas, posiblemente podríamos fabricar un amplificador, muestra de un voltio del diámetro de un cabello humano y una pulgada de largo, "Dijo Bonnell.

El estudio aparece en la edición actual de la revista. ACS Nano .