Tecnologia Científica

Pesquisadores criam um switch de molanãcula única - um passo em direção a  eletra´nica cada vez menor
o verdadeiro avanço foi que eles descobriram que podiam usar um campo elanãtrico para mudar seu estado de energia de um estado esta¡vel para outro.
Por Yale - 14/10/2020


Reprodução

Uma equipe de pesquisadores demonstrou pela primeira vez um eletreto de uma única molanãcula - um dispositivo que pode ser uma das chaves dos computadores moleculares. 

Eletra´nicos menores são cruciais para o desenvolvimento de computadores e outros dispositivos mais avana§ados. Isso levou a um impulso no campo para encontrar uma maneira de substituir chips de sila­cio por molanãculas, um esfora§o que inclui a criação de eletreto de uma única molanãcula - um dispositivo de comutação que poderia servir como plataforma para dispositivos de armazenamento não vola¡teis extremamente pequenos. Porque parecia que tal dispositivo seria tão insta¡vel, no entanto, muitos no campo se perguntaram se um dia poderia existir.

Junto com colegas da Universidade de Nanjing, da Universidade Renmin, da Universidade de Xiamen e do Instituto Politanãcnico Rensselaer, Mark Reed, o professor Harold Hodgkinson de Engenharia Elanãtrica e Fa­sica Aplicada demonstrou um eletreto de uma única molanãcula com memória funcional. Os resultados foram publicados em 12 de outubro na Nature Nanotechnology . 

“A questãosempre foi sobre o quanto pequenos vocêpoderia fazer esses eletretos, que são essencialmente dispositivos de armazenamento de memória”,

Reed.

A maioria dos eletretos éfeita de materiais piezoelanãtricos, como os que produzem o som em alto-falantes. Em um eletreto, todos os dipolos - pares de cargas elanãtricas opostas - se alinham espontaneamente na mesma direção. Aplicando um campo elanãtrico, suas direções podem ser invertidas. 

“A questãosempre foi sobre o quanto pequenos vocêpoderia fazer esses eletretos, que são essencialmente dispositivos de armazenamento de memória”, disse Reed.

Os pesquisadores inseriram um a¡tomo de gadola­nio (Gd) dentro de uma buckyball de carbono, uma molanãcula de 32 lados, também conhecida como buckminsterfullereno. Quando os pesquisadores colocaram esta construção (Gd @ C82) em uma estrutura do tipo transistor, eles observaram o transporte de um aºnico elanãtron e usaram isso para entender seus estados de energia. No entanto, o verdadeiro avanço foi que eles descobriram que podiam usar um campo elanãtrico para mudar seu estado de energia de um estado esta¡vel para outro. 

“O que estãoacontecendo éque essa molanãcula estãoagindo como se tivesse dois estados de polarização esta¡veis”, disse Reed. Ele acrescentou que a equipe realizou uma variedade de experimentos, medindo as caracteri­sticas de transporte enquanto aplicava um campo elanãtrico e alternando os estados para frente e para trás. “Mostramos que poda­amos fazer uma memória disso - ler, escrever, ler, escrever”, disse ele.

Reed enfatizou que a estrutura atual do dispositivo não éatualmente prática para nenhuma aplicação, mas prova que a ciência subjacente épossí­vel. 

“O importante nisso éque mostra que épossí­vel criar em uma molanãcula dois estados que causam a polarização esponta¢nea e dois estados comuta¡veis”, disse ele. “E isso pode dar a s pessoas ideias de que talvez vocêpossa reduzir a memória literalmente a um aºniconívelmolecular. Agora que entendemos que podemos fazer isso, podemos prosseguir para fazer coisas mais interessantes com ele. ”

 

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