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FP7

ELECTROMAGIC Resultado resumido

Project ID: 303989
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE
País: España

Hacia los conmutadores moleculares en estado sólido

El campo de la electrónica molecular, en rápido desarrollo, proporciona posibles formas de extender la Ley de Moore más allá de los límites previstos para los circuitos integrados de silicio. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea sintetizó nuevos sistemas moleculares que, basados en sus variaciones redox, pueden sostener una carga o comportarse como conmutadores o memorias.
Hacia los conmutadores moleculares en estado sólido
A menudo, las moléculas presentan propiedades únicas sin equivalentes en los materiales convencionales, lo cual podría permitir obtener dispositivos nuevos con funciones nuevas que no se pueden lograr con dispositivos de estado sólido equivalentes. Los conmutadores moleculares sobre una superficie son un ejemplo atractivo en el que distintos estímulos ambientales pueden activarlos manipulando, por ejemplo, sus estados de carga.

Las moléculas activas redox son candidatas interesantes para obtener conmutadores moleculares. Sin embargo, aunque su capacidad de conmutación se ha observado en soluciones, para poder avanzar hacia la obtención de un dispositivo es necesario inmovilizarlas sobre un soporte sólido. El proyecto ELECTROMAGIC (Multifunctional surfaces structured with electroactive and magnetic molecules for electronic and spintronic devices), financiado por la Unión Europea, pretendía abordar esta cuestión a través de la sintetización de conmutadores moleculares en estado sólido mediante la preparación de monocapas autoensambladas (SAM).

Mediante la sintetización de SAM basados en moléculas de metalofullereno (EMG) endohédrico sobre un sustrato de oro, los científicos consiguieron activar eléctricamente el comportamiento magnético de la superficie cambiando el estado redox. Además, el equipo funcionalizó una superficie de oro con dos moléculas distintas de tetratiafulvaleno, lo cual demuestra la posibilidad de controlar su humectabilidad. Además, modularon la energía superficial intercambiando los contraiones que se utilizan para estabilizar la carga de los SAM oxidados.

Los estados redox también pueden funcionar como bits de memoria. Un número mayor de estados equivale a una mayor capacidad de almacenamiento del conmutador molecular obtenido. Los SAM mixtos nuevos sintetizados, basados en dos moléculas electroactivas, servirían como conmutador multimolecular.

A continuación, los científicos continuaron con el diseño de un sistema más complejo en el que las moléculas se hallaban confinadas en ciertas zonas de la superficie. El objetivo es proporcionar una prueba de concepto utilizando nanopartículas que puedan enlazarse con las moléculas en la superficie. El sistema puede ser aplicable en chips de microfluidos que guíen el reconocimiento en los canales, sensores de biomoléculas cargadas o el crecimiento controlado de polielectrolitos cargados.

El equipo del proyecto también proporcionó información crucial sobre el uso de radicales orgánicos en espintrónica molecular. Después de la preparación de SAM a base de radicales orgánicos, los resultados experimentales confirmaron el papel que desempeñan los radicales en el transporte de carga a través de uniones moleculares entre los radicales y los electrodos.

La capacidad de controlar eficazmente las propiedades de las moléculas en cada estado redox abre el camino hacia dispositivos moleculares funcionales que pueden actuar como conmutadores, memorias o sensores.

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Palabras clave

Estado sólido, conmutadores moleculares, electrónica molecular, cambios de estado redox, espintrónica molecular, almacenamiento de información
Número de registro: 181054 / Última actualización el: 2016-04-15
Dominio: Tecnologías industriales