p Dispositivo de tunelamento ressonante baseado em uma única molécula:inicialmente começando do zero, a corrente aumenta com a tensão. Contudo, para tensões mais altas, a corrente diminui, mostrando assim a resistência diferencial negativa. A linha vermelha desenhada calculada está de acordo com os dados. Crédito:Fundamental Research on Matter (FOM)
p Pesquisadores da Delft University of Technology, A Universidade de Groningen e a Fundação FOM projetaram uma única molécula que pode atuar como um bloco de construção útil em circuitos nanométricos. Eles descobriram que a molécula funciona como um dispositivo de tunelamento ressonante, um componente essencial em telefones celulares e wi-fi. Na tecnologia de semicondutor convencional, esses dispositivos têm um design complicado que consiste em várias camadas de materiais diferentes. Esta é a primeira vez que tal dispositivo foi realizado na menor escala imaginável, proporcionando assim uma opção interessante dentro da contínua redução da escala de componentes eletrônicos pela indústria convencional. Os resultados são publicados online esta semana em
Nature Nanotechnology . p
Eletrônica molecular
p As moléculas têm um tamanho típico de alguns nanômetros, tornando-os o limite final para reduzir o tamanho dos componentes eletrônicos atuais, como diodos, transistores, e os chamados dispositivos de tunelamento ressonante. Eletrônica de radiofrequência, como, por exemplo, usado em telefones celulares e WiFi, dependem do uso de dispositivos de tunelamento ressonante. Esses dispositivos apresentam condutância diferencial negativa, o que significa que um aumento na tensão através do dispositivo resulta em um
diminuir na corrente elétrica através dele. Este efeito pode ser usado para amplificar sinais elétricos.
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Puxar
p A condutância diferencial negativa medida na única molécula considerada pelas equipes de pesquisa em Delft e Groningen, era muito proeminente e ajustável pela manipulação mecânica da molécula. O grau de curvatura da molécula pode ser variado puxando-a, ajustando a distância entre os eletrodos aos quais a molécula está ligada (consulte o arquivo GIF).
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Regras de design
p O aprisionamento de uma molécula entre dois eletrodos de ouro:ao medir ao mesmo tempo a corrente através da molécula, a resistência diferencial negativa aparece. A estrutura molecular é calculada em cada etapa com base nas forças entre os átomos.
p A partir dessas observações, novas regras de design foram derivadas para implementar funcionalidades eletrônicas complexas em moléculas individuais. Como resultado, os pesquisadores foram capazes de demonstrar o menor dispositivo de tunelamento ressonante conhecido com uma condutância diferencial negativa pronunciada. Além disso, os resultados abrem o caminho para o projeto de um retificador eficiente de uma única molécula (que converte AC em DC). Ele pode ser construído com base no mesmo princípio de tunelamento ressonante.
p Esta pesquisa foi realizada com o apoio financeiro da Fundação FOM, NWO / OCW, e o programa-quadro europeu do 7.º PQ.
