Ciencia: Computación con moléculas: un gran paso en la espintrónica molecular

Ciencia: Computación con moléculas: un gran paso en la espintrónica molecular

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Computación con moléculas: un gran paso en la espintrónica molecular

Ciencia: Computación con moléculas: un gran paso en la espintrónica molecular
Cada molécula se puede abordar por separado con un microscopio de túnel de exploración y cambiar entre los estados aplicando un voltaje positivo o negativo. Crédito: Jan-Simon von Glasenapp y Rainer Herges

La espintrónica o la electrónica de rotación, en contraste con la electrónica convencional, utiliza la rotación de electrones para la detección, almacenamiento de información, transporte y procesamiento. Las ventajas potenciales son la no volatilidad, el aumento de la velocidad de procesamiento de datos, la disminución del consumo de energía eléctrica y las mayores densidades de integración en comparación con los dispositivos semiconductores convencionales. La espintrónica molecular tiene como objetivo el último paso hacia la miniaturización de la espintrónica al esforzarse por controlar activamente los estados de espín de las moléculas individuales. Los químicos y físicos de la Universidad de Kiel unieron fuerzas con colegas de Francia y Suiza para diseñar, depositar y operar interruptores de espín moleculares en superficies. Las moléculas recientemente desarrolladas presentan estados de giro estables y no pierden su funcionalidad tras la adsorción en las superficies.Naturaleza Nanotecnología .

Los estados de rotación de los nuevos compuestos son estables durante al menos varios días. «Esto se logra mediante un truco de diseño que se asemeja a los circuitos electrónicos fundamentales en las computadoras, los llamados flip-flops. La biestabilidad o el cambio entre 0 y 1 se realiza mediante el bucle de la señal de salida a la entrada», dice el físico experimental Dr. Manuel Gruber de la Universidad de Kiel. Las nuevas moléculas tienen tres propiedades que están unidas entre sí en un bucle de retroalimentación : su forma (plana o plana), la proximidad de dos subunidades, llamada coordinación (sí o no), y el estado de giro (giro alto o bajo). -girar). Por lo tanto, las moléculas están bloqueadas en uno u otro estado. Tras sublimación y deposición sobre una superficie plateada, los conmutadores se autoensamblan en matrices altamente ordenadas. Cada molécula en dicha matriz se puede abordar por separado con un microscopio de túnel de exploración y cambiar entre los estados aplicando un voltaje positivo o negativo.

«Nuestro nuevo interruptor giratorio se da cuenta de que en una sola molécula se necesitan varios componentes como transistores y resistencias en la electrónica convencional. Ese es un gran paso hacia una mayor miniaturización», explican el Dr. Manuel Gruber y el químico orgánico Prof. Dr. Rainer Herges. El siguiente paso será aumentar la complejidad de los compuestos para implementar operaciones más sofisticadas.

Las moléculas son las construcciones más pequeñas que se pueden diseñar y construir con precisión atómica y propiedades predecibles. Su respuesta a estímulos eléctricos u ópticos y su funcionalidad química y física diseñada a medida los convierten en candidatos únicos para desarrollar nuevas clases de dispositivos, como catalizadores de superficie controlables o dispositivos ópticos.

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La nueva molécula tiene tres propiedades. Solo dos combinaciones de estas propiedades son estables. El cambio entre los diferentes estados se logra mediante la aplicación de pequeñas corrientes de túnel. 

 

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