Os cientistas fizeram um transistor a partir de uma molécula e vários átomos

Retrato de um nanotransistor

Os físicos alemães, juntamente com colegas japoneses e americanos, conseguiram usar um microscópio de varredura por tunelamento para criar um transistor em miniatura composto por uma molécula e vários átomos. O garoto não se comporta como seus colegas macroscópicos e pode servir como um passo importante na criação de nanodispositivos. Ele também ajudará a pesquisa fundamental sobre questões de transferência de elétrons em nanoestruturas moleculares.

Transistores convencionais são elementos de circuitos eletrônicos feitos de material semicondutor. O transistor possui três terminais e o sinal de entrada no pino de controle permite controlar a corrente elétrica que passa pelos outros dois contatos. Em um transistor molecular, a corrente é sensível às transições de elétrons entre os níveis de energia.

Abordagens anteriores para a criação de nanotransistores, por exemplo, usando litografia, não permitiam dispositivos capazes de controlar claramente a passagem de elétrons individuais. Usando um microscópio de tunelamento, foi possível fazer um transistor a partir de uma molécula orgânica e um grupo de átomos de metal com carga positiva.

Toda essa beleza está localizada na superfície do cristal de arseneto de índio. A superfície do cristal foi preparada usando epitaxia por feixe molecular , uma tecnologia na qual a matéria vaporizada é depositada em um substrato sob vácuo ultra-alto.


Sistema de Epitaxia por Feixe Molecular / Wikipedia

A molécula não possui ligações fortes com o substrato de cristal. Quando a ponta do microscópio é trazida para ele, os elétrons são capazes de saltar do substrato para a ponta através de orbitais moleculares praticamente intactos. Como explicam os físicos, esse efeito é semelhante ao princípio de operação de um ponto quântico - um semicondutor de dimensões microscópicas, cujas características elétricas dependem de seu tamanho e forma.

A principal diferença em relação ao ponto quântico é que a molécula pode girar no substrato e tomar várias posições, dependendo do grau de carga. Como resultado, o processo de transferência de elétrons pode ser controlado alterando a posição da molécula.

Source: https://habr.com/ru/post/pt381707/