NANOELECTRÓNICA: los futuros cables moleculares

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High Electrical Conductivity of Single Metal–Organic Chains. Pablo Ares, Pilar Amo-Ochoa, José M. Soler, Juan José
Palacios, Julio Gómez-Herrero and Félix Zamora. Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201705645.
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Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Instituto de Física de la Materia Condensada (IFIMAC) y el IMDEA Nanociencia han conseguido aislar y medir la resistencia eléctrica de cadenas individuales de un polímero metalorgánico. El trabajo demuestra que dichas cadenas se pueden preparar fácilmente desde los precursores en fase líquida y que la corriente medida a través de las mismas sobrepasa las del resto de cables moleculares conocidos hasta la fecha.

Los cables moleculares son componentes esenciales para la futura electrónica a nanoescala. Sin embargo, la preparación de moléculas individuales capaces de conducir corriente eléctrica a largas distancias representa todavía un gran desafío.

Según los autores, “lo que hemos conseguido en la UAM es, en primer lugar, preparar de forma sencilla fibras y cadenas individuales, que tienen aproximadamente un nanómetro de diámetro, de polímeros metalorgánicos MMX, consistentes en secuencias quasi-unidimensionales de átomos de haluros (X) que unen subunidades basadas en dos iones metálicos (MM) conectados por ligandos orgánicos, obteniéndolas de forma directa desde fase líquida”.

Sin embargo, según los cálculos teóricos, la conductancia eléctrica encontrada en los experimentos debería ser aún mayor. Aquí se muestra un novedoso y sencillo procedimiento de “drop-casting” para aislar paquetes de pocas cadenas MMX a cadenas MMX individuales. Además, se informa de una dependencia exponencial de la resistencia eléctrica de una o dos cadenas MMX en función de su longitud que no concuerda con las predicciones basadas en su estructura teórica de banda. Esta dependencia se atribuye a la fuerte localización de Anderson originada por defectos estructurales. La modelación teórica confirma que la corriente está limitada por defectos estructurales, principalmente vacantes de átomos de yodo, a través de los cuales la corriente está restringida a fluir. Sin embargo, el transporte eléctrico medible a lo largo de distancias superiores a 250 nm supera al de todos los demás cables moleculares reportados hasta ahora. Este trabajo pone en perspectiva el papel de los defectos en los alambres 1D y su importancia para la electrónica molecular.

 

Los cálculos teóricos del trabajo –que incluyen dichos defectos, principalmente vacantes de átomos de iodo a través de los cuales tiene que circular la corriente– reproducen el comportamiento exponencial observado, que se atribuye a localización de Anderson (una mayor dificultad en el movimiento de los electrones debido a la interferencia que producen los defectos).

 

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