El cable propuesto está "dopado" con una unidad de rutenio que mejora su conductancia a niveles sin precedentes en comparación con cables moleculares similares informados anteriormente. Crédito: Revista de la Sociedad Química Estadounidense
Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio diseñaron un nuevo tipo de cable molecular dopado con rutenio organometálico para lograr una conductancia sin precedentes más alta que los cables moleculares anteriores. El origen de la alta conductancia en estos cables es fundamentalmente diferente de dispositivos moleculares similares y sugiere una estrategia potencial para desarrollar cables moleculares "dopados" altamente conductores.
Desde su concepción, Los investigadores han intentado reducir los dispositivos electrónicos a tamaños sin precedentes, incluso hasta el punto de fabricarlos a partir de unas pocas moléculas. Los cables moleculares se encuentran entre los componentes básicos de estos minúsculos artilugios, y muchos investigadores han estado desarrollando estrategias para sintetizar alambres estables de moléculas cuidadosamente diseñadas.
Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio, incluyendo a Yuya Tanaka, diseñó un nuevo cable molecular en forma de unión electrodo de metal-molécula-electrodo de metal (MMM) que incluye un poliino, una molécula orgánica en forma de cadena, "dopado" con una unidad de rutenio Ru (dppe) 2 . El diseño propuesto, aparece en la portada de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense , se basa en la ingeniería de los niveles de energía de los orbitales conductores de los átomos del cable, considerando las características de los electrodos de oro.
Usando microscopía de túnel de barrido, el equipo confirmó que la conductancia de estos cables moleculares era igual o superior a la de los cables moleculares orgánicos informados anteriormente, incluyendo alambres similares "dopados" con unidades de hierro. Motivado por estos resultados, Luego, los investigadores pasaron a investigar el origen de la conductancia superior del cable propuesto. Descubrieron que las propiedades conductoras observadas eran fundamentalmente diferentes de las uniones MMM similares informadas anteriormente y se derivaban de la división orbital. En otras palabras, La división orbital induce cambios en los orbitales de electrones originales de los átomos para definir un nuevo orbital "híbrido" que facilita la transferencia de electrones entre los electrodos metálicos y las moléculas de alambre. Según Tanaka, "Rara vez se ha informado de tal comportamiento de división orbital para cualquier otra unión MMM".
Dado que una brecha estrecha entre los orbitales moleculares ocupados más alto (HOMO) y más bajo (LUMO) es un factor crucial para mejorar la conductancia de los cables moleculares, el protocolo de síntesis propuesto adopta una nueva técnica para explotar este conocimiento, como añade Tanaka:"El presente estudio revela una nueva estrategia para realizar alambres moleculares con una brecha HOMO? LUMO extremadamente estrecha a través de la formación de uniones MMM".
Esta explicación de las propiedades de conducción fundamentalmente diferentes de los cables propuestos facilita el desarrollo estratégico de nuevos componentes moleculares, que podrían ser los componentes básicos de los minúsculos dispositivos electrónicos del futuro.
