Nuevo tipo de interruptor eléctrico
(NC&T) El desarrollo es obra de un equipo de investigadores en el Instituto Weizmann de Ciencia.
El enfoque de estos científicos incluyó replantearse un fenómeno clave en muchos de los actuales semiconductores de alta velocidad. El fenómeno se llama Resistencia Diferencial Negativa (NDR, por sus siglas en inglés) y actúa de forma contraria a las leyes normales de la electricidad, en las que un aumento en el voltaje se traduce en un aumento directo en la corriente. En la NDR, a medida que el voltaje aumenta de manera constante, la corriente alcanza un pico y luego cae, permitiendo, en esencia, crear un interruptor sin partes móviles. Pero hasta ahora, quienes intentaban recrear la NDR a escala molecular sólo podían manejarla a temperaturas sumamente bajas.
El Profesor David Cahen y la estudiante graduada Adi Salomon creen que las investigaciones llevadas a cabo por ella y otros en el laboratorio de Cahen durante su Master de Ciencia sobre el tema de las conexiones entre cables de metal y moléculas orgánicas (basadas en carbono) podrían constituir una pista sobre cómo poder utilizar la NDR a escala nanométrica.
En dichos estudios encontraron que, como las personas, las moléculas y los cables de metal necesitan química entre ellos para superar las barreras comunes y de esa forma hacer que la relación funcione. Para un voltaje dado, si las moléculas son mantenidas en el cable por enlaces químicos (en donde ambos están unidos por electrones compartidos), la corriente que fluye a través de ellos será muchas veces mayor que si estuvieran sólo en contacto por un simple enlace físico.
Con esta filosofía en mente, el equipo diseñó moléculas orgánicas que conducen electricidad a través de enlaces químicos a un voltaje más bajo, y a través de enlaces físicos a un voltaje más alto. A medida que el voltaje se acerca a un nivel más alto, los átomos de azufre en un extremo de la molécula pierden sus enlaces químicos con el cable, y la corriente cae como si se estuviera presionando un interruptor.
Pero las moléculas, una vez el enlace químico con el cable se rompe, tienden a separarse, lo que les impide regresar al estado original de enlace químico. El Profesor Abraham Shanzer del departamento de Química Orgánica, que trabajó con el equipo en el diseño molecular original, ha prestado su ayuda en la creación de una "pieza" agregable a las moléculas que permite mantenerlas en su lugar con una débil atracción. Ahora, la NDR en esas moléculas es estable, reversible y reproducible a temperatura ambiente.
Posibles aplicaciones de este desarrollo incluyen memoria electrónica a escala nanométrica e interruptores sensibles al calor. El futuro de la miniaturización de componentes electrónicos puede estar en métodos que combinen química con nanociencia.
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