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Los ingenieros ajustaron el voltaje aplicado a través de contactos de oro a una molécula de benceno, lo que les permite subir y bajar los estados de energía de la molécula y demostrar que podía ser usada exactamente como un transistor tradicional en el nivel molecular.
El equipo, incluyendo a Mark Reed, Profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Yale, demostró que una molécula de benceno unido a los contactos de oro podría actuar como un transistor de silicio.
Los investigadores fueron capaces de manipular los diferentes estados de energía de la molécula en función de la tensión que se le aplica a través de los contactos. Mediante la manipulación de los estados de energía, fueron capaces de controlar la corriente que pasa a través de la molécula.
"Es como rodar una pelota hacia arriba y sobre una colina, donde la bola representa la corriente eléctrica y la altura de la colina representa es diferente de la energía molécula de los estados," Reed dijo. "Hemos sido capaces de ajustar la altura de la colina, lo que permite actual para obtener a través de cuando era baja, y detener la corriente cuando se fue alto." De esta manera, el equipo fue capaz de usar la molécula de la misma manera como los transistores se utilizan regularmente.
El trabajo se basa en investigaciones previas que Reed hizo en la década de 1990, lo que demuestra que las moléculas individuales podrían quedar atrapados entre los contactos eléctricos. Desde entonces, él y Takhee Lee, un antiguo asociado postdoctoral de Yale y actualmente profesor en el Instituto Gwangju de Ciencia y Tecnología, desarrollado técnicas adicionales durante los años que les permitió "ver" lo que estaba sucediendo a nivel molecular.
Poder fabricar los contactos eléctricos de escalas tan pequeñas, la identificación de las moléculas ideales para su uso, y averiguar dónde ubicarlos y cómo conectarse a los contactos fueron también los componentes clave del descubrimiento. "Hubo una gran cantidad de avances tecnológicos sumado a la comprensión que construimos a lo largo de muchos años para que esto suceda", dijo Reed.
Hay mucho interés en utilizar moléculas en los circuitos de equipo, ya que los transistores tradicionales no son viables a escalas tan pequeñas. Pero Reed hizo hincapié en que ello sea estrictamente un gran avance científico y que las aplicaciones prácticas, tales como pequeños y más rápidos "ordenadores moleculares"-si es que sea posible en absoluto, están a muchas décadas de distancia.
"No estamos a punto de crear la próxima generación de circuitos integrados" dijo. "Pero después de muchos años de trabajo preparando este resultado, hemos cumplido una larga década de búsqueda y demostrado que las moléculas pueden actuar como transistores."
"Es como rodar una pelota hacia arriba y sobre una colina, donde la bola representa la corriente eléctrica y la altura de la colina representa es diferente de la energía molécula de los estados," Reed dijo. "Hemos sido capaces de ajustar la altura de la colina, lo que permite actual para obtener a través de cuando era baja, y detener la corriente cuando se fue alto." De esta manera, el equipo fue capaz de usar la molécula de la misma manera como los transistores se utilizan regularmente.
El trabajo se basa en investigaciones previas que Reed hizo en la década de 1990, lo que demuestra que las moléculas individuales podrían quedar atrapados entre los contactos eléctricos. Desde entonces, él y Takhee Lee, un antiguo asociado postdoctoral de Yale y actualmente profesor en el Instituto Gwangju de Ciencia y Tecnología, desarrollado técnicas adicionales durante los años que les permitió "ver" lo que estaba sucediendo a nivel molecular.
Poder fabricar los contactos eléctricos de escalas tan pequeñas, la identificación de las moléculas ideales para su uso, y averiguar dónde ubicarlos y cómo conectarse a los contactos fueron también los componentes clave del descubrimiento. "Hubo una gran cantidad de avances tecnológicos sumado a la comprensión que construimos a lo largo de muchos años para que esto suceda", dijo Reed.
Hay mucho interés en utilizar moléculas en los circuitos de equipo, ya que los transistores tradicionales no son viables a escalas tan pequeñas. Pero Reed hizo hincapié en que ello sea estrictamente un gran avance científico y que las aplicaciones prácticas, tales como pequeños y más rápidos "ordenadores moleculares"-si es que sea posible en absoluto, están a muchas décadas de distancia.
"No estamos a punto de crear la próxima generación de circuitos integrados" dijo. "Pero después de muchos años de trabajo preparando este resultado, hemos cumplido una larga década de búsqueda y demostrado que las moléculas pueden actuar como transistores."
El control del transporte de carga en un dispositivo electrónico activo depende íntimamente de la modulación de la densidad de carga interior de un nodo externo. Por ejemplo, un transistor de efecto de campo se basa en la modulación cerrada electrostática de la carga de canales producidos por el cambio de posición relativa de las bandas de conducción y valencia con respecto a los electrodos. En los dispositivos de escala molecular un desafío de larga data ha sido crear un verdadero dispositivo de tres terminales que opere de esta manera (es decir, mediante la modificación de la energía orbital). Aquí reportamos la observación de un dispositivo de estado sólido molecular, en la que actualmente el transporte es directamente modulado por un voltaje de la puerta exterior. Acoplamiento por resonancia mejorada con una aproximación de orbitales moleculares es revelado por espectroscopía de túnel del electrón, lo que demuestra la sincronización directa de órbitas moleculares en un dispositivo electrónico. Nuestros hallazgos demuestran que el verdadero transistor molecular se puede crear, y así mejorar las perspectivas de los dispositivos electrónicos de la ingeniería molecular.
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