Componentes eletrônicos construídos a partir de moléculas únicas usando síntese química podem abrir caminho para componentes menores, dispositivos eletrônicos mais rápidos, ecológicos e sustentáveis. Agora, pela primeira vez, um transistor feito de apenas uma monocamada molecular foi feito para funcionar onde realmente importa. Em um chip de computador.

O circuito integrado molecular foi criado por um grupo de químicos e físicos do Centro de Nanociências do Departamento de Química da Universidade de Copenhague e da Academia Chinesa de Ciências, Pequim. Sua descoberta "Filmes de óxido de grafeno reduzido ultrafinos como contatos superiores transparentes para junções moleculares de estado sólido comutáveis ​​por luz" acaba de ser publicada online no prestigioso periódico Materiais avançados . A descoberta foi possível graças ao uso inovador do grafeno, material de carbono bidimensional.

Primeiro passo em direção ao circuito molecular integrado

Kasper Nørgaard é professor associado de química na Universidade de Copenhagen. Ele acredita que a primeira vantagem do chip de grafeno recém-desenvolvido será facilitar o teste dos próximos componentes eletrônicos moleculares. Mas ele também está confiante, que representa um primeiro passo em direção a circuitos moleculares integrados adequados.

"O grafeno tem algumas propriedades muito interessantes, que não pode ser correspondido por nenhum outro material. O que mostramos é que é possível integrar um componente funcional em um chip de grafeno. Sinceramente, sinto que são notícias de primeira página ", diz Nørgaard.

O chip de computador molecular é um sanduíche construído com uma camada de ouro, um dos componentes moleculares e um do grafeno, material de carbono extremamente fino. O transistor molecular no sanduíche é ligado e usa um impulso de luz, então uma das propriedades peculiares do grafeno é altamente útil. Mesmo que o grafeno seja feito de carbono, é quase totalmente translúcido.

A busca por transistores, fios, contatos e outros componentes eletrônicos feitos de moléculas individuais fizeram os pesquisadores trabalharem noite e dia. Ao contrário dos componentes tradicionais, espera-se que não exijam metais pesados ​​e elementos de terras raras. Portanto, eles devem ser mais baratos e menos prejudiciais à terra, água e animais. Infelizmente, tem sido terrivelmente difícil testar o quão bem essas moléculas funcionais funcionam. Até agora.

Anteriormente, o teste dos componentes microscópicos fazia os pesquisadores recorrerem a um método melhor em comparação com uma loteria. A fim de verificar se uma molécula recém-cunhada conduziria ou interromperia uma corrente, eles tiveram que praticamente despejar um copo de moléculas entre dois fios energizados, esperando que pelo menos uma molécula tivesse pousado para que fechasse o circuito.

Método de loteria suplantado pela colocação de precisão

Usando o novo chip de grafeno, os pesquisadores agora podem colocar suas moléculas com grande precisão. Isso torna mais rápido e fácil testar a funcionalidade dos fios moleculares, contatos e diodos para que os químicos saibam em nenhum momento se eles precisam voltar para seus béqueres para desenvolver novas moléculas funcionais, explica Nørgaard.

"Fizemos um design, que conterá muitos tipos diferentes de moléculas ", diz ele e continua:" Como a estrutura de grafeno está mais próxima do design de chip real, torna mais fácil testar os componentes, mas é claro que também é um passo na estrada para fazer um circuito integrado real usando componentes moleculares. E não devemos perder de vista o fato de que os componentes moleculares têm que terminar em um circuito integrado, se eles vão ter alguma utilidade na vida real ".