Un equipo de investigadores ha demostrado por primera vez un electret de una sola molécula, un dispositivo que podría ser una de las claves de las computadoras moleculares.

Los dispositivos electrónicos más pequeños son cruciales para desarrollar computadoras y otros dispositivos más avanzados. Esto ha llevado a un impulso en el campo para encontrar una forma de reemplazar los chips de silicio con moléculas, un esfuerzo que incluye la creación de electret de molécula única, un dispositivo de conmutación que podría servir como plataforma para dispositivos de almacenamiento no volátiles extremadamente pequeños. Porque parecía que tal dispositivo sería tan inestable, sin embargo, muchos en el campo se preguntaron si alguna vez podría existir uno.

Junto con colegas de la Universidad de Nanjing, Universidad Renmin, Universidad de Xiamen, y el Instituto Politécnico Rensselaer, Mark Reed, el profesor Harold Hodgkinson de Ingeniería Eléctrica y Física Aplicada demostró un electret de una sola molécula con memoria funcional. Los resultados se publicaron el 12 de octubre en Nanotecnología de la naturaleza .

La mayoría de los electrets están hechos de materiales piezoeléctricos, como los que producen el sonido en los altavoces. En un electret todos los dipolos, pares de cargas eléctricas opuestas, se alinean espontáneamente en la misma dirección. Aplicando un campo eléctrico, sus direcciones pueden invertirse.

"La pregunta siempre ha sido qué tan pequeños podrías hacer estos electrets, que son esencialmente dispositivos de almacenamiento de memoria, "Dijo Reed.

Los investigadores insertaron un átomo de gadolinio (Gd) dentro de una buckyball de carbono, una molécula de 32 lados, también conocido como buckminsterfullereno. Cuando los investigadores colocan esta construcción (Gd @ C82) en una estructura de tipo transistor, observaron el transporte de un solo electrón y lo usaron para comprender sus estados de energía. Sin embargo, el verdadero avance fue que descubrieron que podían usar un campo eléctrico para cambiar su estado energético de un estado estable a otro.

"Lo que sucede es que esta molécula actúa como si tuviera dos estados de polarización estables, ", Dijo Reed. Agregó que el equipo realizó una variedad de experimentos, medir las características de transporte aplicando un campo eléctrico, y cambiar los estados de un lado a otro. "Demostramos que podíamos convertirlo en un recuerdo:leer, escribir, leer, escribir, " él dijo.

Reed enfatizó que la estructura actual del dispositivo no es práctica actualmente para ninguna aplicación, pero demuestra que la ciencia subyacente detrás de esto es posible.

"Lo importante en esto es que muestra que se pueden crear en una molécula dos estados que causan la polarización espontánea y dos estados intercambiables, ", dijo." Y esto puede dar a la gente ideas de que tal vez se puede reducir la memoria literalmente a un solo nivel molecular. Ahora que entendemos que podemos hacer eso, podemos pasar a hacer cosas más interesantes con él ".