(PhysOrg.com) - À medida que a eletrônica se torna cada vez menor, a necessidade de entender os fenômenos em nanoescala torna-se cada vez maior. Como os materiais exibem propriedades diferentes em nanoescala do que em escalas maiores, novas técnicas são necessárias para compreender e explorar esses novos fenômenos. Uma equipe de pesquisadores liderada por Paul Weiss, Cadeira Fred Kavli da UCLA em Ciências de Nanossistemas, desenvolveu uma ferramenta para estudar interações em nanoescala. Seu dispositivo é um túnel de varredura duplo e uma sonda de frequência de micro-ondas que é capaz de medir as interações entre moléculas individuais e as superfícies às quais as moléculas estão ligadas.

"Nossa sonda pode gerar dados físicos, químico, e interações eletrônicas entre moléculas e substratos individuais, os contatos aos quais estão vinculados. Assim como em dispositivos semicondutores, os contatos são essenciais aqui, "observou Weiss, que dirige o California NanoSystems Institute da UCLA e também é um distinto professor de química e bioquímica e ciência e engenharia de materiais.

O time, que também inclui o químico teórico Mark Ratner da Northwestern University e o químico sintético James Tour da Rice University, publicou suas descobertas no jornal revisado por pares ACS Nano .

Nos últimos 50 anos, a indústria de eletrônicos se esforçou para acompanhar a Lei de Moore, a previsão feita por Gordon E. Moore em 1965 de que o tamanho dos transistores em circuitos integrados cairia pela metade aproximadamente a cada dois anos. O padrão de diminuição consistente no tamanho da eletrônica está se aproximando do ponto em que os transistores terão de ser construídos em nanoescala para acompanhar o ritmo. Contudo, pesquisadores encontraram obstáculos na criação de dispositivos em nanoescala devido à dificuldade de observar fenômenos em tamanhos tão minúsculos.

As conexões entre os componentes são um elemento vital da eletrônica em nanoescala. No caso de dispositivos moleculares, A polarizabilidade mede até que ponto os elétrons do contato interagem com os da única molécula. Dois aspectos principais das medições de polarizabilidade são a capacidade de fazer a medição em uma superfície com resolução de subnanômetro, e a capacidade de compreender e controlar interruptores moleculares nos estados ligado e desligado.

Para medir a polarizabilidade de moléculas individuais, a equipe de pesquisa desenvolveu uma sonda capaz de medições simultâneas de microscopia de tunelamento de varredura (STM) e medições de frequência de diferença de microondas (MDF). Com os recursos de MDF do probe, a equipe conseguiu localizar interruptores de molécula única em substratos, mesmo quando os interruptores estavam desligados, uma capacidade chave ausente nas técnicas anteriores. Depois que a equipe localizou os interruptores, eles poderiam usar o STM para alterar o estado para ligado ou desligado e para medir as interações em cada estado entre os interruptores de molécula única e o substrato.

As novas informações fornecidas pela sonda da equipe enfocam quais serão os limites da eletrônica, em vez de visar dispositivos para produção. Também, porque a sonda é capaz de uma ampla variedade de medições - incluindo físicas, Química e eletrônica - poderia permitir aos pesquisadores identificar estruturas submoleculares em biomoléculas e montagens complexas.