Nuovo strumento sperimentale per studiare le interazioni su scala nanometrica in Molecular Devices

Published on November 18, 2010 at 2:08 AM

L'elettronica diventano sempre più piccoli la necessità di comprendere i fenomeni su scala nanometrica diventa sempre maggiore.

Quanto i materiali presentano proprietà differenti su nanoscala di quanto non facciano a scala più ampia, nuove tecniche sono necessarie per comprendere e sfruttare questi nuovi fenomeni. Un team di ricercatori guidati da Paul Weiss, UCLA Fred Kavli Cattedra in Scienze nanosistemi, ha sviluppato uno strumento per studiare le interazioni su scala nanometrica. Il loro è un dispositivo di scansione a doppio tunnel e forno a microonde a frequenza sonda che è in grado di misurare le interazioni fra singole molecole e le superfici a cui sono attaccate le molecole.

"La nostra sonda può produrre dati sulle caratteristiche fisiche, chimiche e le interazioni elettroniche tra singole molecole e substrati, i contatti a cui sono collegati. Proprio come in dispositivi a semiconduttore, i contatti sono fondamentali qui", ha sottolineato Weiss, che dirige UCLA California Institute nanosistemi ed è anche un insigne professore di chimica e biochimica e scienza dei materiali e ingegneria.

Il team, che comprende anche teorica di Mark Ratner chimico presso la Northwestern University e di sintesi chimico James Tour da Rice University, ha pubblicato i loro risultati sulla rivista peer-reviewed ACS Nano.

Negli ultimi 50 anni, l'industria elettronica ha cercato di tenere il passo con la Legge di Moore, la previsione formulata da Gordon E. Moore nel 1965 che la dimensione dei transistor nei circuiti integrati dimezzerebbe all'incirca ogni due anni. Il modello di diminuzione costante delle dimensioni di elettronica si sta avvicinando al punto in cui transistor dovranno essere costruiti su scala nanometrica per tenere il passo. Tuttavia, i ricercatori hanno incontrato ostacoli nella creazione di dispositivi su scala nanometrica a causa della difficoltà di osservare fenomeni a dimensioni tali minuto.

I collegamenti tra i componenti sono un elemento vitale di elettronica su scala nanometrica. Nel caso dei dispositivi molecolari, polarizzabilità indica la misura in cui gli elettroni del contatto interagire con quelli della singola molecola. Due aspetti chiave delle misure polarizzabilità sono la capacità di fare la misura su una superficie con risoluzione subnanometer, e la capacità di comprendere e controllare interruttori molecolari sia in e fuori gli Stati.

Per misurare la polarizzabilità di singole molecole del team di ricerca ha sviluppato una sonda in grado di microscopia a scansione simultanea tunnel (STM) misurazioni e microonde differenza di frequenza (MDF) misurazioni. Grazie alle capacità MDF della sonda, il team è stato in grado di localizzare interruttori singola molecola su substrati, anche quando gli interruttori sono stati nello stato off, una capacità fondamentale privo di tecniche precedenti. Una volta che la squadra trova gli interruttori, si potrebbe utilizzare la STM per modificare lo stato di acceso o spento e per misurare le interazioni in ogni stato tra gli interruttori di singola molecola e il substrato.

Le nuove informazioni fornite dalla sonda della squadra si concentra su quali sono i limiti di elettronica sarà, piuttosto che prendere di mira i dispositivi per la produzione. Inoltre, poiché la sonda è in grado di un'ampia varietà di misure - tra cui fisica, chimica ed elettronica - potrebbe consentire ai ricercatori di identificare le strutture in submolecolare biomolecole complesse e assiemi.

Fonte: http://www.ucla.edu/

Last Update: 3. October 2011 08:58

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