Um diodo de molécula única abre uma nova era para a eletrônica sustentável e em miniatura
p Uma molécula recém-sintetizada revela propriedades eletrônicas excepcionais. Os resultados deste estudo liderado por pesquisadores da Université catholique de Louvain (Bélgica) e da Stanford University California foram publicados em
Nature Communications . p No domínio da eletrônica, a busca contínua pela miniaturização está nos empurrando para a criação de dispositivos cada vez menores e mais eficientes. Contudo, silício - o componente básico para a maioria desses dispositivos que causou uma verdadeira revolução na eletrônica -, começa a revelar seus limites físicos. Quanto menor o sistema de silício, mais difícil fica para controlar seu retorno. Chegou o ponto em que os cientistas começaram a procurar materiais alternativos, melhor ajuste para os formatos miniaturizados.
p Uma das alternativas para dar uma resposta a este desafio, são a eletrônica molecular. Em algum lugar entre a química, eletrônica e ciência dos materiais, este domínio de pesquisa visa o uso de moléculas - principalmente moléculas orgânicas - com características eletrônicas particulares. Como tal, uma única molécula pode representar um componente eletrônico, como um transistor ou um diodo. Desenvolvido na Université catholique de Louvain (UCL, Bélgica), este novo tipo de eletrônica requer a síntese de novas moléculas ou conjuntos híbridos para propriedades novas ou melhoradas.
p Em colaboração com a Stanford University of California, duas equipes de pesquisa da UCL conseguiram estudar e compreender as características eletrônicas de uma molécula recém-sintetizada, composto por duas formas de carbono:um fulereno (C60) e um nanoagregado de diamante. Este estudo, publicado em
Comunicação da Natureza , revela propriedades eletrônicas excepcionais para esta molécula, dado que conduz energia elétrica em uma direção, mas não no sentido oposto. Em outras palavras, ele se comporta como um diodo, mas na escala de uma molécula, com apenas alguns nanômetros. Essas medidas, realizado com a participação do Professor Sorin Melinte (ICTM, UCL) tornou-se possível graças a uma técnica de manipulação atômica que é praticamente a área de competência exclusiva mundial dos pesquisadores de Stanford. Isso é ativado por meio de um microscópio de tunelamento de varredura que permite conduzir energia elétrica através de uma única molécula.
p Após a descoberta das propriedades eletrônicas particularmente promissoras desta molécula, as equipes dos professores Jean-Christophe Charlier (IMCN, UCL) e Sorin Melinte, modelou essas propriedades para entender por que a energia elétrica estava passando em um sentido, mas não no sentido oposto desta molécula. Técnicas de simulação digital baseadas na mecânica quântica, permitiu a compreensão desse fenômeno do ponto de vista teórico. Após ser elaborado pelo Dr. Andres Botello-Mendez, responsável pela pesquisa FNRS, essa modelagem pode ser usada a partir de agora para prever o comportamento eletrônico de outras moléculas desse tipo.
p As perspectivas de longo prazo dessas descobertas não só fornecem novas oportunidades de miniaturização para computadores futuros, tablets e outros dispositivos eletrônicos, mas também para dispositivos "verdes" baseados em moléculas orgânicas.