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FP7

DECIMOL Risultato in breve

Project ID: 628439
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Regno Unito

Molecole su pellicole isolanti

Le attuali tecnologie di informazione si basano su dispositivi a semiconduttore che si prevede affrontino limitazioni fondamentali entro i prossimi decenni. Per rendere possibile un ulteriore progresso nell’elaborazione delle informazioni, i ricercatori finanziati dall’UE hanno studiato dei dispositivi a singola molecola.
Molecole su pellicole isolanti
I circuiti logici a livello di singola molecola dovrebbero rappresentare i candidati più probabili per la futura generazione di dispositivi informatici ad alte prestazioni. Tuttavia, i dispositivi a singola molecola non sono stati resi funzionali, poiché furono inizialmente proposti più di un quarto di secolo fa.

I principali ostacoli sono dati dalla difficoltà di accesso a una singola molecola e dai complicati stati degli elettroni, in relazione a molecole collegate ad elettrodi. Grazie ad avanzamenti nella microscopia e nelle simulazioni numeriche, la dimostrazione di dispositivi a singola molecola è sempre più vicina alla realtà.

Nell’ambito del progetto DECIMOL (Decoupled insulator-supported molecules), i ricercatori hanno utilizzato una combinazione di tre tecniche sperimentali. La scansione a effetto tunnel e la microscopia a forza atomica, assieme alla spettroscopia di fotoemissione e a calcoli basati sulla teoria del funzionale di densità hanno offerto preziose intuizioni per le interazioni molecola-semiconduttore.

La ricerca del progetto DECIMOL si è focalizzata su sottili isolanti di fluoruro di calcio (CaF2) cresciuti su un substrato semiconduttore in silicio (111). In passato, questo sistema “isolante su metallo” ha dimostrato di essere rilevante per i dispositivi a semiconduttore, dove è in grado di formare barriere tunnel.

Nello specifico, il CaF2 è stato depositato sul silicio (111) in condizioni di vuoto. A seconda della temperatura del substrato, è stato possibile ottenere diverse fasi. Nei sistemi “isolante su metallo”, i ricercatori hanno inserito molecole relativamente inerti, come il dianidride perilen-3,4:9,10-tetracarbossilico (PTCDA).

I ricercatori hanno identificato diversi gruppi molecolari tra le pellicole sottili di CaF2 e CaF1, dove la maggior parte delle molecole singole sono state trovate sullo strato di interfaccia CaF1. Lo studio delle strutture orbitali PTCDA ha rivelato l’accoppiamento elettronico tra molecole e substrato conduttore attraverso la barriera isolante.

I risultati del progetto DECIMOL formeranno una base importante per ulteriori studi sul disaccoppiamento molecolare, a partire da substrati semiconduttori. Oltre la ricerca fondamentale, il design dell’ “hardware chimico” relativo all’elaborazione di informazioni dipende dall’accoppiamento di singole molecole, per l’esecuzione di funzioni elettroniche.

Informazioni correlate

Keywords

Semiconduttore, elaborazione delle informazioni, dispositivi a singola molecola, DECIMOL, isolante su metallo
Numero di registrazione: 191175 / Ultimo aggiornamento: 2017-02-22