Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio y la Universidad de Tsukuba demuestran que los polímeros podrían desempeñar un papel clave en la fabricación de dispositivos electrónicos de una sola molécula. permitiéndonos ampliar los límites de la revolución nanoelectrónica.

Uno de los aspectos más llamativos de los dispositivos electrónicos que tenemos hoy es su tamaño y el tamaño de sus componentes. Empujar los límites de lo pequeño que se puede hacer un componente electrónico es uno de los principales temas de investigación en el campo de la electrónica en todo el mundo. y por buenas razones. Por ejemplo, La manipulación precisa de corrientes increíblemente pequeñas utilizando nanoelectrónica podría permitirnos no solo mejorar las limitaciones actuales de la electrónica, sino también otorgarles nuevas funcionalidades.

Entonces, ¿Hasta dónde llega la madriguera del conejo en el campo de la miniaturización? Un equipo de investigación dirigido por Tomoaki Nishino, El profesor asociado de la Escuela de Ciencias del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) está explorando las profundidades de esto; en otras palabras, están trabajando en dispositivos de una sola molécula. "Se espera que la miniaturización final se realice mediante la electrónica molecular, donde se utiliza una sola molécula como elemento funcional, "explica Nishino.

Sin embargo, como era de esperar, crear componentes electrónicos a partir de una sola molécula no es tarea fácil. Los dispositivos funcionales que constan de una sola molécula son difíciles de fabricar. Es más, las uniones (puntos de "contacto eléctrico") que los involucran tienen una vida útil corta lo que dificulta su aplicación. Basado en trabajos anteriores, el equipo de investigación infirió que una cadena larga de monómeros (moléculas individuales) para formar polímeros produciría mejores resultados que las moléculas más pequeñas. Para demostrar esta idea, Emplearon una técnica llamada microscopía de túnel de barrido (STM), en el que una punta metálica que termina en un solo átomo se usa para medir corrientes extremadamente pequeñas y sus fluctuaciones que ocurren cuando la punta crea una unión con un átomo o átomos en la superficie objetivo. A través de STM, el equipo creó uniones compuestas por la punta y un polímero llamado poli (vinilpiridina) o su contraparte monomérica, llamado 4, 4'-trimetilendipiridina, que puede considerarse como uno de los componentes del polímero. Midiendo las propiedades conductoras de estas uniones, los investigadores intentaron demostrar que los polímeros podrían ser útiles para fabricar dispositivos de una sola molécula.

Sin embargo, para realizar sus análisis, el equipo primero tuvo que diseñar un algoritmo que les permitiera extraer cantidades que les interesaban de las señales de corriente medidas por el STM. En breve, su algoritmo les permitió detectar y contar automáticamente pequeñas mesetas en la señal actual medida a lo largo del tiempo desde la punta y la superficie del objetivo; las mesetas indicaron que se creó una unión conductora estable entre la punta y una sola molécula en la superficie.

Usando este enfoque, el equipo de investigación analizó los resultados obtenidos para las uniones creadas con el polímero y su homólogo monómero. Descubrieron que el polímero producía propiedades mucho mejores como componente electrónico que el monómero. "Probabilidad de formación de uniones, una de las propiedades más importantes para futuras aplicaciones prácticas, fue mucho mayor para la unión del polímero, "afirma Nishino. Además, se encontró que la vida útil de estas uniones era mayor, y la corriente que fluye a través de las uniones poliméricas fue más estable y predecible (con menos desviación) que la de las uniones monoméricas.

Los resultados presentados por el equipo de investigación revelan el potencial de los polímeros como bloques de construcción para la miniaturización de la electrónica en el futuro. ¿Son la clave para ampliar los límites de los límites físicos alcanzables? Ojalá, el tiempo pronto lo dirá.