Los componentes electrónicos construidos a partir de moléculas individuales mediante síntesis química podrían allanar el camino para Dispositivos electrónicos más rápidos, ecológicos y sostenibles. Ahora por primera vez se ha hecho que un transistor hecho de una sola monocapa molecular funcione donde realmente importa. En un chip de computadora.

El circuito integrado molecular fue creado por un grupo de químicos y físicos del Centro de nanociencia del Departamento de Química de la Universidad de Copenhague y la Academia de Ciencias de China. Beijing. Su descubrimiento "Películas ultrafinas de óxido de grafeno reducido como contactos superiores transparentes para uniones moleculares de estado sólido conmutables por luz" se acaba de publicar en línea en la prestigiosa revista Materiales avanzados . El avance fue posible gracias a un uso innovador del grafeno, el material de carbono bidimensional.

Primer paso hacia el circuito molecular integrado

Kasper Nørgaard es profesor asociado de química en la Universidad de Copenhague. Él cree que la primera ventaja del chip de grafeno recientemente desarrollado será facilitar las pruebas de los componentes electrónicos moleculares que se avecinan. Pero también tiene confianza, que representa un primer paso hacia circuitos moleculares integrados adecuados.

"El grafeno tiene algunas propiedades muy interesantes, que no puede ser igualado por ningún otro material. Lo que hemos demostrado es que es posible integrar un componente funcional en un chip de grafeno. Sinceramente, creo que esta es una noticia de primera plana ", dice Nørgaard.

El chip de computadora molecular es un sándwich construido con una capa de oro, uno de los componentes moleculares y uno del grafeno de material de carbono extremadamente delgado. El transistor molecular en el sándwich está encendido y utiliza un impulso de luz, por lo que una de las propiedades peculiares del grafeno es muy útil. Aunque el grafeno está hecho de carbono, es casi completamente translúcido.

La caza de transistores cables los contactos y otros componentes electrónicos hechos de moléculas individuales ha hecho que los investigadores trabajen día y noche. A diferencia de los componentes tradicionales, se espera que no requieran metales pesados ​​ni elementos de tierras raras. Por lo tanto, deberían ser más baratos y menos dañinos para la tierra. agua y animales. Desafortunadamente, ha sido terriblemente difícil probar qué tan bien funcionan estas moléculas funcionales. Hasta ahora.

Anteriormente, la prueba de los componentes microscópicos hacía que los investigadores recurrieran a un método mejor en comparación con una lotería. Para comprobar si una molécula recién acuñada conduciría o interrumpiría una corriente, tuvieron que verter prácticamente un pico de moléculas entre dos cables vivos, esperando que al menos una molécula hubiera aterrizado para cerrar el circuito.

Método de lotería reemplazado por colocación de precisión

Usando el nuevo chip de grafeno, los investigadores ahora pueden colocar sus moléculas con gran precisión. Esto hace que sea más rápido y más fácil probar la funcionalidad de los cables moleculares, contactos y diodos para que los químicos sepan en poco tiempo si necesitan volver a sus vasos de precipitados para desarrollar nuevas moléculas funcionales, explica Nørgaard.

"Hemos hecho un diseño, que contendrá muchos tipos diferentes de moléculas ", dice y continúa:" Debido a que el andamio de grafeno está más cerca del diseño de chip real, hace que sea más fácil probar los componentes, pero, por supuesto, también es un paso en el camino hacia la creación de un circuito integrado real utilizando componentes moleculares. Y no debemos perder de vista el hecho de que los componentes moleculares sí tienen que acabar en un circuito integrado, si van a tener alguna utilidad en la vida real ".