p A condutividade do grafeno tornou-se um alvo para muitos pesquisadores que buscam explorá-lo para criar dispositivos em escala molecular e agora uma equipe de pesquisa liderada conjuntamente pela Universidade de Warwick e EMPA encontrou uma maneira de superar um problema frustrante 22 de estabilidade e reprodutibilidade que significava que as junções baseadas em grafeno eram mecanicamente estáveis ​​ou eletricamente estáveis, mas não ambas ao mesmo tempo. p Grafeno e moléculas semelhantes ao grafeno são uma escolha atraente como um componente eletrônico em dispositivos moleculares, mas até agora tem se mostrado muito desafiador usá-los na produção em larga escala de dispositivos moleculares que funcionem e sejam robustos em temperatura ambiente. Em um esforço conjunto de equipes de pesquisa da Universidade de Warwick, As universidades EMPA, Lancaster e Bern alcançaram estabilidade elétrica e mecânica em junções baseadas em grafeno milhões de vezes menores que o diâmetro do cabelo humano. Eles publicaram hoje suas descobertas em um artigo intitulado "Robust graphene-based molecular devices" na revista Nature Nanotechnology .

p Estruturas simples mecanicamente estáveis, como moléculas semelhantes ao grafeno, são fáceis de produzir por síntese química, mas nessa escala muito pequena elas estão sujeitas a uma variedade de limites quando colocadas em uma junção para formar um dispositivo eletrônico, como variações na interface do eletrodo da molécula. Os pesquisadores superam esses limites separando os requisitos de estabilidade mecânica e eletrônica no nível molecular.

p Eles produziram uma estrutura eletricamente eficaz construindo uma pilha de moléculas semelhantes ao grafeno para formar um caminho de elétrons através dos orbitais P das moléculas semelhantes ao grafeno (estes são nuvens de elétrons em formato de haltere dentro das quais um elétron pode ser encontrado, dentro de um certo grau de probabilidade) Isso abriria novos caminhos para o uso de propriedades moleculares fascinantes, como a interferência quântica que ocorre em uma escala tão pequena, desde que as estruturas mecânicas robustas sejam alcançadas. Por esta, a equipe de pesquisa também criou ligações entre cada molécula e um substrato de óxido de silício. Isso deu à estrutura uma estabilidade mecânica significativa ao ancorar com eficácia a pilha de moléculas semelhantes ao grafeno ao substrato usando uma reação de silanização. Isso é ilustrado no diagrama simplificado que acompanha este comunicado à imprensa.

p O Dr. Hatef Sadeghi da Escola de Engenharia da Universidade de Warwick, que liderou a modelagem teórica deste trabalho, disse:

p "Este método nos permitiu projetar e produzir dispositivos moleculares baseados em grafeno que são eletronicamente e mecanicamente estáveis ​​em uma ampla faixa de temperatura. Isso foi conseguido desacoplando a ancoragem mecânica das vias eletrônicas, combinando uma ligação covalente das moléculas ao substrato e grandes grupos de cabeças conjugados com π.

p "As junções eram reproduzíveis em vários dispositivos e operavam de 20 Kelvin até a temperatura ambiente. Nossa abordagem representa uma estratégia simples, mas poderosa para a integração futura de funções baseadas em moléculas em dispositivos nanoeletrônicos estáveis ​​e controláveis."