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FP7

DECIMOL Resultado resumido

Project ID: 628439
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE
País: Reino Unido

Moléculas sobre láminas aislantes

Las tecnologías de la información actuales se basan en dispositivos semiconductores que se prevé que se enfrenten a limitaciones fundamentales durante las próximas décadas. Para seguir avanzando en el procesamiento de la información, un grupo de investigadores financiado por la Unión Europea se dedicó a los dispositivos basados en una sola molécula.
Moléculas sobre láminas aislantes
Se considera que la circuitería lógica en el nivel de una sola molécula es el candidato más probable para la próxima generación de dispositivos de procesamiento de información de alto rendimiento. Sin embargo, aunque los dispositivos basados en una sola molécula se propusieron hace más de veinticinco años, todavía no son viables en la práctica.

Los obstáculos principales son la dificultad para acceder a una sola molécula y los estados electrónicos tan complicados de las moléculas conectadas a electrodos. Gracias a los avances realizados en microscopia y simulaciones numéricas, la demostración de los dispositivos basados en una sola molécula está más cerca de la realidad que nunca.

En el marco del proyecto DECIMOL (Decoupled insulator-supported molecules), los investigadores utilizaron una combinación de tres técnicas experimentales. La microscopia túnel de rastreo y de fuerzas dinámicas y la espectroscopia de fotoemisión y cálculos basados en la teoría funcional de la densidad ofrecieron información valiosa sobre las interacciones entre moléculas y semiconductores.

La investigación de DECIMOL se centró en láminas delgadas de fluoruro de calcio (CaF2) aislante depositadas sobre un sustrato semiconductor de silicio (111). Anteriormente se había comprobado que el sistema de material aislante sobre metal es relevante para los dispositivos semiconductores, donde puede formar barreras para efecto túnel.

En particular, se depositó CaF2 sobre silicio (111) en condiciones de vacío y se observó que, en función de la temperatura del sustrato, se podían inducir fases distintas. En cuanto a los sistemas de aislante sobre metal, los investigadores colocaron moléculas comparablemente inertes, como el dianhidruro perilen-3,4,9,10-tetracarboxílico (PTCDA).

Los investigadores identificaron varias disposiciones moleculares distintas entre láminas de CaF2 y CaF1 y en la interfaz entre ellas se encontraron principalmente moléculas aisladas. La investigación de las estructuras de orbitales de PTCDA mostró el acoplamiento electrónico entre moléculas y sustrato conductor en toda la barrera aislante.

Los resultados de DECIMOL servirán como base importante para estudios adicionales sobre el desacoplamiento de moléculas de sustratos semiconductores. Además de la investigación fundamental, el diseño de «hardware químico» para procesamiento de información depende del acoplamiento correcto de moléculas aisladas para llevar a cabo funciones electrónicas.

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Palabras clave

Semiconductor, procesamiento de la información, dispositivos con una sola molécula, DECIMOL, aislante sobre metal
Número de registro: 191175 / Última actualización el: 2017-02-22