p Cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio criaram os primeiros dispositivos de nanofios moleculares orgânicos termicamente estáveis ​​usando uma única molécula de 4,5 nm colocada dentro de eletrodos nanogap banhados a ouro sem eletrodos. p Os métodos e materiais tradicionais usados ​​para a fabricação de circuitos integrados modernos estão próximos de atingir (ou provavelmente já atingiram) suas limitações físicas finais quanto ao tamanho do produto final. Em outras palavras, uma maior miniaturização de dispositivos eletrônicos é quase impossível sem se aprofundar em outros tipos de materiais e tecnologia, tais como dispositivos eletrônicos moleculares orgânicos. Contudo, esta classe de dispositivos geralmente opera adequadamente apenas em temperaturas extremamente baixas por causa das flutuações térmicas das moléculas orgânicas e dos eletrodos de metal.

p Embora sem eletrodos especiais, eletrodos nanogap folheados a ouro, chamados eletrodos ELGP, demonstraram estabilidade térmica excepcional em sua lacuna, novas classes de fios moleculares devem ser desenvolvidas para resolver os problemas de miniaturização e dissipação de calor. Por causa disso, uma equipe de cientistas, incluindo o professor Yutaka Majima do Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech), focada em uma molécula de 4,5 nm de comprimento chamada oligo- (fenilenevinileno) com ponte de carbono dissulfanil, ou COPV6 (SH) ₂ como diminutivo.

p Esta molécula, mostrado na Fig. 1 (a), tem um rígido, sistema conjugado com pi tipo bastonete, que é isolada eletronicamente e espacialmente de seu entorno por quatro grupos 4-octilfenil. A molécula tem dois terminais sulfidrila, que pode ou não se ligar quimicamente às superfícies opostas de ouro de um nanogap ELGP, mostrado na Fig. 1 (b). Interessantemente, a equipe de pesquisa descobriu que quando o COPV6 (SH) ₂ molécula se liga a superfícies de ouro de uma maneira específica, chamado SAuSH, como mostrado na Fig. 1 (c), o dispositivo resultante mostra o comportamento característico de dispositivos de tunelamento de elétrons ressonantes coerentes, que têm uma variedade de aplicações potenciais nos campos da eletrônica e da nanotecnologia.

p Mais importante, o dispositivo resultante era termicamente estável, mostrando curvas de corrente vs. voltagem semelhantes a 9 e 300 K. Isso não havia sido alcançado antes de usar fios moleculares orgânicos flexíveis. Contudo, como mostrado na Fig. 1 (c), Existem várias maneiras em que o COPV6 (SH) ₂ molécula pode se ligar ao nanogap ELGP, e a equipe atualmente não tem como controlar o tipo de dispositivo que receberá.

p Apesar disso, eles mediram as características elétricas dos dispositivos que obtiveram para explicar em detalhes os mecanismos quânticos subjacentes que determinam seu comportamento. Além disso, eles verificaram suas descobertas com valores teoricamente derivados e, fazendo isso, eles reforçaram ainda mais seus conhecimentos sobre o princípio de operação do dispositivo SAuSH e as outras configurações possíveis.

p O próximo desafio é obter um melhor rendimento do dispositivo SAuSH, porque seu rendimento era inferior a 1 por cento. A equipe acredita que a rigidez e alto peso molecular da molécula, bem como a estabilidade dos eletrodos ELGP, seria responsável pela alta estabilidade do dispositivo resultante e seu baixo rendimento. Dadas as muitas variações possíveis da classe de moléculas COPVn e as várias configurações de nanogap ELGP, o problema do rendimento pode ser resolvido por meio de ajustes nos métodos e nas características das moléculas e lacunas utilizadas. Os dados relatados neste trabalho fornecerão uma base para futuras pesquisas eletrônicas em escala molecular.