Los circuitos monomoleculares allanan el camino a la miniaturización de la electrónica
Históricamente, el aliciente del campo de la electrónica monomolecular ha estado presidido por la posibilidad de extrapolar las disminuciones consistentes de componentes con tamaños del orden de átomos y moléculas, considerando las moléculas como la unidad funcional más pequeña posible. El doctor Philippe Hapiot, coordinador del proyecto MOLCLICK, explica: «Se ha demostrado que las moléculas individuales se comportan de forma parecida a componentes electrónicos como, por ejemplo, cables, resistencias e interruptores. No obstante, aún estamos muy lejos de determinar cómo conectar grandes conjuntos de moléculas individuales en circuitos direccionables de una manera que permita aprovechar las ventajas relacionadas con el tamaño de usar preferentemente un sistema molecular». Con el fin de salvar esta brecha, los investigadores del proyecto MOLCLICK, financiado con fondos europeos, analizaron si la química sintética podría emplearse para construir circuitos complejos sobre superficies. «Nuestro objetivo era desarrollar diferentes métodos para construir circuitos moleculares sobre superficies, descubrir formas de evaluar el éxito de nuestros métodos y, finalmente, investigar cómo mejorar nuestras capacidades en este campo», añade el doctor Michael Inkpen, investigador del proyecto. Una demostración satisfactoria MOLCLICK logró demostrar que la química sintética puede emplearse para conectar circuitos monomoleculares. En concreto, el proyecto desarrolló un método innovador para crear y romper de manera reversible enlaces entre fragmentos individuales que se comportaban como elementos de un circuito resistivo. Seguidamente, el método se evaluó empleando una técnica de rotura de uniones basada en el microscopio de efecto túnel (STM-BJ, por sus siglas en inglés), que mide la conductancia de las moléculas sobre la superficie, tanto antes como después de la modificación sintética. La STM-BJ es una técnica empleada para conectar moléculas individuales en un circuito electrónico de prueba y que ha sido desarrolla por el doctor Latha Venkataraman de la Universidad de Columbia, un experto mundial en el campo y uno de los socios del proyecto. El doctor Inkpen señala: «Dado que se observaron claras diferencias de conductancia antes y después de la modificación sintética, pudimos confirmar que estábamos construyendo los circuitos moleculares simples que el proyecto había diseñado inicialmente. Es más, demostramos que nuestro método puede generalizarse confirmando el éxito de otros métodos sintéticos y, durante el proceso, también corroboramos el papel de la STM-BJ como una herramienta de análisis de superficies con una sensibilidad extraordinaria». La clave para la miniaturización continua Desde la invención del transistor en 1946, la miniaturización de los circuitos electrónicos integrados ha consistido siempre en reducir los costes y el tamaño y, al mismo tiempo, aumentar la potencia y la capacidad. Con todo, el progreso hacia una mayor miniaturización se ha estancado debido a las limitaciones de la tecnología actual. «Las tecnologías y los materiales alternativos, como el uso de circuitos construidos con moléculas individuales demostrado en este proyecto, constituyen la clave para la miniaturización continua de circuitos electrónicos en los años y décadas venideros», añade el doctor Hapiot. Aunque el proyecto MOLCLICK ha finalizado oficialmente, el trabajo sigue su curso. Por ejemplo, el doctor Inkpen continuará su trabajo en electrónica monomolecular y química de superficies en su nuevo puesto como profesor adjunto de Química en la Universidad del Sur de California. «Las lecciones aprendidas y la experiencia adquirida durante este proyecto tendrán un valor inestimable para mi carrera como investigador independiente», concluye Inkpen.
Palabras clave
MOLCLICK, dispositivos electrónicos, electrónica monomolecular, química sintética, rotura de uniones basada en el microscopio de efecto túnel, STM-BJ
