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  • Computación con moléculas:un gran paso en la espintrónica molecular

    Cada molécula se puede abordar por separado con un microscopio de efecto túnel y cambiar entre los estados aplicando un voltaje positivo o negativo. Crédito:Jan-Simon von Glasenapp y Rainer Herges

    La espintrónica o electrónica de espín, en contraste con la electrónica convencional, utiliza el espín de los electrones para detectar, almacenamiento de informacion, transporte, y procesamiento. Las ventajas potenciales son la no volatilidad, mayor velocidad de procesamiento de datos, disminución del consumo de energía eléctrica, y densidades de integración más altas en comparación con los dispositivos semiconductores convencionales. La espintrónica molecular apunta al último paso hacia la miniaturización de la espintrónica al esforzarse por controlar activamente los estados de espín de las moléculas individuales. Los químicos y físicos de la Universidad de Kiel unieron fuerzas con colegas de Francia y Suiza para diseñar, depositar y operar interruptores de espín molecular único en superficies. Las moléculas recientemente desarrolladas presentan estados de giro estables y no pierden su funcionalidad al ser adsorbidas en superficies. Presentan sus resultados en el número actual de Nanotecnología de la naturaleza .

    Los estados de giro de los nuevos compuestos son estables durante al menos varios días. "Esto se logra mediante un truco de diseño que se asemeja a los circuitos electrónicos fundamentales de las computadoras, las llamadas chanclas. La biestabilidad o el cambio entre 0 y 1 se realiza haciendo un bucle de la señal de salida de vuelta a la entrada, "dice el físico experimental Dr. Manuel Gruber de la Universidad de Kiel. Las nuevas moléculas tienen tres propiedades que se acoplan entre sí en un ciclo de retroalimentación de este tipo:su forma (plana o plana), la proximidad de dos subunidades, llamada coordinación (sí o no), y el estado de giro (alto o bajo giro). Por lo tanto, las moléculas están bloqueadas en uno u otro estado. Tras la sublimación y deposición sobre una superficie plateada, los interruptores se autoensamblan en arreglos altamente ordenados. Cada molécula de dicha matriz se puede direccionar por separado con un microscopio de efecto túnel y cambiar entre los estados aplicando un voltaje positivo o negativo.

    "Nuestro nuevo interruptor giratorio se da cuenta en una sola molécula de lo que requieren varios componentes como transistores y resistencias en la electrónica convencional. Eso es un gran paso hacia una mayor miniaturización, Explican el Dr. Manuel Gruber y el químico orgánico Prof. Dr. Rainer Herges. El siguiente paso será aumentar la complejidad de los compuestos para implementar operaciones más sofisticadas.

    Las moléculas son las construcciones más pequeñas que se pueden diseñar y construir con precisión atómica y propiedades predecibles. Su respuesta a estímulos eléctricos u ópticos y su funcionalidad química y física diseñada a medida los convierten en candidatos únicos para desarrollar nuevas clases de dispositivos, como catalizadores de superficie controlable o dispositivos ópticos.

    La nueva molécula tiene tres propiedades. Solo dos combinaciones de estas propiedades son estables. El cambio entre los diferentes estados se logra aplicando pequeñas corrientes de túnel. Crédito:Rainer Herges




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