Quando metais nobres, como ouro, são tratados com um tiol alifático, como alcanotiol, uma monocamada uniforme - uma camada de apenas uma molécula de profundidade - se auto-monta na superfície. Cada molécula individual pode conduzir elétrons. Este fenômeno é interessante porque as moléculas condutoras produzem propriedades quânticas únicas que poderiam ser úteis em eletrônica, como transistores, interruptores supercondutores e sensores de gás.

As tentativas de medir a corrente através dessa fina camada de moléculas produziram resultados variados. Pesquisadores da Universidade Aix-Marseille, na França, desenvolveram um novo, configuração mecânica estável para medir a condutância em moléculas individuais com maior sucesso. Os resultados são publicados no Journal of Applied Physics , da AIP Publishing.

"Este é realmente um estudo fundamental sobre o comportamento de uma ou algumas moléculas, "disse Hubert Klein, professor assistente na Aix-Marseille University e co-autor do artigo. "Os resultados fornecem algumas ideias novas para pessoas interessadas em suas aplicações em dispositivos eletrônicos."

Estudos anteriores exploraram técnicas de Microscopia de Tunelamento de Varredura e Break Junction para medir a condutância elétrica através de moléculas individuais. Esses estudos anteriores destacaram a importância da temperatura na condutância através da camada molecular. Devido às limitações nas condições experimentais, os resultados de ambas as técnicas produziram um grande diferencial na corrente medida.

Klein e sua equipe desenvolveram uma nova técnica que se baseia nessa observação. Sua configuração mecânica consiste em um fio de ouro tratado com alcanotiol entalhado preso a uma placa de dobra de bronze fosforoso. Em temperatura ambiente, as moléculas se auto-organizam no fio de ouro.

De acordo com Klein, o desenho para este estudo resultou de um projeto anterior que produziu a resolução do picômetro e exigiu uma configuração estável para garantir que os eletrodos não se desviassem à temperatura ambiente. Ao mesmo tempo, ele continuou seus estudos de observações de moléculas únicas usando técnicas de microscopia de campo próximo.

"Assim, naturalmente, tivemos a ideia de aplicar nosso novo dispositivo personalizado a questões de condutância de molécula única, "Disse Klein.

Usando esta nova configuração, a equipe foi capaz de medir a evolução espontânea da corrente no entalhe ao longo do fio de ouro entre dois eletrodos metálicos. A equipe determinou a condutância através de uma molécula individual medindo os saltos de corrente da conexão e desconexão espontânea das moléculas em contato com os eletrodos. A temperatura conduziu à "evolução temporal" quando a tensão mecânica não estava agindo na molécula.

Os pesquisadores reconhecem que o projeto mecânico neste estudo não é necessariamente alcançável em condições laboratoriais padrão. Contudo, a estabilidade desta nova abordagem abre oportunidades para novos estudos sobre nanocontatos, e a dinâmica e o transporte de moléculas à temperatura ambiente.

"É emocionante ver que temos acesso ao comportamento de objetos nanométricos individuais em temperatura ambiente, "Klein disse." É uma grande recompensa ver os esforços de sua intuição se tornarem realidade. "