El ruido es una fluctuación aleatoria de baja frecuencia que se produce en muchos sistemas, incluida la electrónica, entornos, y organismos. El ruido puede oscurecer las señales, por lo que a menudo se elimina de la electrónica y las transmisiones de radio. El origen del ruido en la electrónica a nanoescala es actualmente de gran interés, y se han propuesto dispositivos que funcionan con ruido. Los materiales con una alta relación superficie-volumen son atractivos para estudiar el ruido producido por la electrónica a nanoescala porque son muy sensibles a los cambios de sus superficies. Un material representativo de este tipo son los nanotubos de carbono, que son láminas enrolladas de la red hexagonal de grafeno, que tiene un solo átomo de carbono de espesor.

Una colaboración japonesa liderada por la Universidad de Osaka ha explorado la capacidad de moléculas individuales para afectar el ruido generado por dispositivos electrónicos a nanoescala basados ​​en nanotubos de carbono. El equipo fabricó dispositivos simples que consisten en un nanotubo de carbono que une dos electrodos. Los dispositivos fueron expuestos a diferentes moléculas grandes, haciendo que algunos se unan a la superficie de los nanotubos de carbono. Se encontró que diferentes moléculas daban señales de ruido únicas relacionadas con las propiedades de las moléculas. La fuerza de la interacción entre los nanotubos de carbono y las moléculas pudo predecirse a partir de las señales de ruido obtenidas.

"La señal generada por el dispositivo de nanotubos de carbono cambió tras la adsorción de moléculas individuales específicas, "dice el primer autor Agung Setiadi." Esto se debe a que la molécula adsorbida generó un estado de trampa en el nanotubo de carbono, que cambió su conductancia ".

Lo que esto significa es que los dispositivos basados ​​en nanotubos de carbono eran tan sensibles que los investigadores pudieron detectar una firma única de moléculas individuales. La capacidad de caracterizar moléculas individuales utilizando nanoelectrónica de alta sensibilidad es una perspectiva interesante en el campo de los sensores. particularmente para aplicaciones de neuro y biosensores.

"El uso de señales de ruido para identificar la actividad molecular ((interacción) u (orbital activo)) es atractivo para desarrollar dispositivos de detección avanzados, ", explica la autora correspondiente, Megumi Akai-Kasaya. Demostramos que el ruido se puede explotar para mejorar la capacidad de detección de señales de un dispositivo". Los resultados de esta exitosa demostración se publicarán en un futuro próximo en un artículo de seguimiento.

La sensibilidad de detección de la señal puede aumentarse mediante la generación de ruido controlable. Estos dispositivos basados ​​en nanotubos de carbono ilustran que es posible detectar moléculas individuales a través de sus firmas de ruido únicas en las señales de corriente del dispositivo. Un mejor conocimiento del origen del ruido a nivel molecular debería conducir al desarrollo de componentes electrónicos que utilicen el ruido para mejorar su rendimiento en lugar de degradarlo.