p A crescente miniaturização na eletrônica resultará em componentes que consistem em apenas algumas moléculas, ou mesmo apenas uma molécula. Fios minúsculos são necessários para conectá-los a um circuito elétrico no nível nano. Uma equipe de pesquisa internacional da Kiel University (CAU) e do Donostia International Physics Center em San Sebastián, Espanha, desenvolveu uma molécula que integra um fio com diâmetro de apenas um átomo. Os cientistas descobriram que a corrente pode ser regulada por meio desse fio molecular. Funciona como um nano botão liga / desliga, e viabiliza o uso de fios moleculares em componentes eletrônicos em escala nanométrica. As descobertas da equipe de pesquisa apareceram na revista científica Cartas de revisão física . p O fio produzido pelos cientistas de Kiel e San Sebastián tem apenas duas ligações atômicas de comprimento e um átomo de largura. "Este é o fio molecular mais simples que se possa imaginar, mais fino e muito mais curto não é possível, "explicou o físico de Kiel Torben Jasper-Tönnies, primeiro autor da publicação. Para medir a corrente que flui através do nano fio, ambas as extremidades devem ser conectadas a um eletrodo de metal - como acontece com circuitos maiores. Mas não existem clipes de metal pequenos o suficiente para criar contatos elétricos na escala nano. "O contato elétrico de moléculas individuais em um nano circuito é um problema que ainda não foi resolvido de forma satisfatória, e é amplamente discutido na comunidade de pesquisa, "explicou Jasper-Tönnies, que está escrevendo sua tese de doutorado no grupo de trabalho do professor Richard Berndt.

p Para permitir um contato elétrico, os cientistas desenvolveram um novo fio, consistindo em apenas uma única molécula. "A coisa especial sobre o nosso fio é que podemos instalá-lo em uma posição vertical sobre uma superfície de metal. Isso significa que um dos dois contatos necessários já está efetivamente integrado ao fio, "explicou Jasper-Tönnies. Para conseguir isso, os químicos envolvidos usaram uma abordagem do Kiel Collaborative Research Center (SFB) 677 "Função por comutação". Na rede de pesquisa interdisciplinar, plataformas moleculares estão entre as áreas de interesse. O fio é preso a essa plataforma. Ele exibe uma alta condutância, e pode ser facilmente preso a uma superfície de metal como uma ventosa - um contato elétrico é realizado.

p Para o segundo contato necessário, a equipe de pesquisa usou um microscópio de tunelamento de varredura (STM). Com uma ponta de metal, "parece" uma amostra, e cria uma imagem de sua superfície em uma escala de alguns nanômetros. Os átomos individuais tornam-se assim visíveis. Em seus experimentos, os pesquisadores de Kiel usaram uma ponta de metal particularmente fina para o STM, no final do qual havia apenas um único átomo. Desta maneira, eles foram capazes de criar um contato elétrico com a segunda extremidade do fio, feche o circuito, e medir a corrente. "Por meio desse contato muito preciso por meio de apenas um átomo, obtivemos dados particularmente bons. Podemos replicar esses contatos, e os valores de corrente medidos diferem muito pouco de fio para fio, "disse Jasper-Tönnies.

p Durante suas medições, os pesquisadores também descobriram que as forças da mecânica quântica atuam entre a ponta de metal do STM e o nano fio. Eles podem ser usados ​​para dobrar o fio mecanicamente. Se o fio estiver apenas ligeiramente dobrado, a corrente é reduzida. Contudo, se houver uma curva forte, isso aumenta. "Dobrando o fio, fomos capazes de ligar ou desligar a corrente. Embora nosso fio seja tão simples, se comporta de uma maneira muito complexa - isso nos surpreendeu, "explicou Jasper-Tönnies.

p Os cientistas acham que a condutância elétrica incomum do nanofio é causada por sua estrutura molecular. Isso é corroborado por cálculos realizados pelo Dr. Aran Garcia-Lekue e pelo Professor Thomas Frederiksen de San Sebastián. Como resultado das forças da mecânica quântica, os átomos individuais do fio formam novas ligações químicas com o átomo na ponta da sonda STM. Isso muda a geometria da molécula, e, portanto, suas propriedades. "Pequenas diferenças geométricas podem ter um efeito enorme. É por isso que é importante ser capaz de definir a geometria de uma molécula e medi-la com a maior precisão possível - e conseguimos isso pelo contato preciso do nano fio e por meio do Imagens STM em resolução atômica, "disse Jasper-Tönnies.