Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

La Investigación de ASU sobre la Única Molécula Ayuda al Revelado de los Dispositivos Futuros de Nanoscale

Published on March 4, 2011 at 4:35 AM

En la investigación que aparecía en una aplicación reciente la Nanotecnología de la Naturaleza del gorrón, Nongjian “NJ” Tao, investigador en el Instituto de Biodesign en ASU, ha demostrado una manera lista de controlar conductancia eléctrica de una única molécula, explotando las propiedades mecánicas de la molécula.

Tal mando puede desempeñar eventual un papel en el diseño de aparatos eléctricos ultra-minúsculos, creado para realizar tareas útiles innumerables, de biológico y de la substancia química que detectan a mejorar telecomunicaciones y memoria de computadora.

Tao lleva a un equipo de investigación usado a ocuparse de los retos exigidos en crear los dispositivos eléctricos de esta talla, donde los efectos peculiares del mundo del quantum dominan a menudo comportamiento del dispositivo. Como Tao explica, una tal edición es de definición y que controla de la conductancia eléctrica de una única molécula, asociada a un par de electrodos del oro.

“Algunas moléculas tienen propiedades electromecánicas inusuales, que son materiales silicio-basados desemejantes,” Tao dicen. “Una molécula puede también reconocer otras moléculas vía acciones recíprocas específicas.” Estas propiedades únicas pueden ofrecer enorme adaptabilidad funcional a los proyectistas de los dispositivos del nanoscale.

En la investigación actual, Tao examina las propiedades electromecánicas de las únicas moléculas intercaladas entre los electrodos de conducto. Cuando un voltaje es aplicado, un flujo resultante de la corriente puede ser medido. Un tipo determinado de molécula, conocido como pentaphenylene, fue utilizado y su conductancia eléctrica fue examinada.

El grupo de Tao podía variar la conductancia cerca tanto como un orden de magnitud, simple cambiando la orientación de la molécula en cuanto a las superficies del electrodo. Específicamente, el ángulo de la inclinación de la molécula fue alterado, con la conductancia subiendo mientras que la distancia que separaba los electrodos disminuido, y alcanzando un máximo cuando la molécula fue contrapesada entre los electrodos en 90 grados.

La razón de la fluctuación dramática en conductancia tiene que hacer con los supuestos orbitarios del pi de los electrones que componen las moléculas, y su acción recíproca con los orbitarios del electrón en los electrodos asociados. Como notas de Tao, los orbitarios del pi se pueden pensar en como nubes de electrón, resaltando perpendicular de cualquier cara del avión de la molécula. Cuando el ángulo de inclinación de una molécula atrapada entre dos electrodos se altera, estos orbitarios del pi pueden venir en contacto y mezclar con los orbitarios del electrón contenidos en el electrodo del oro - un proceso conocido como acoplamiento lateral. Este acoplamiento lateral de orbitarios tiene el efecto de aumentar conductancia.

En el caso de la molécula del pentaphenylene, el efecto lateral del acoplamiento era pronunciado, con conductancia nivela el aumento de hasta 10 veces mientras que el acoplamiento lateral de orbitarios entró en mayor juego. En cambio, la molécula del tetraphenyl usada como mando para los experimentos no exhibió el acoplamiento lateral y los valores de la conductancia seguían siendo constantes, sin importar el ángulo de inclinación aplicado a la molécula. Tao dice que las moléculas pueden ahora ser diseñadas a la hazaña o disminuir los efectos laterales del acoplamiento de orbitarios, de tal modo permiso ajustar de las propiedades de la conductancia, sobre la base de los requisitos específicos de una aplicación.

Otra auto-comprobación en los resultados de la conductancia fue realizada usando un método de la modulación. Aquí, la posición de la molécula fue meneada en 3 direcciones espaciales y los valores de la conductancia fueron observados. Solamente cuando estas perturbaciones rápidas cambiaron específicamente el ángulo de inclinación de la molécula en relación con el electrodo eran los valores de la conductancia alterados, indicando que el acoplamiento lateral de los orbitarios del electrón era de hecho responsable del efecto. Tao también sugiere que esta técnica de la modulación pueda ser aplicada ampliamente mientras que un nuevo método para evaluar conductancia cambia en sistemas de la molecular-escala.

La investigación fue utilizada por el Ministerio de Energía - programa Básico de la Ciencia de la Energía.

Además de dirigir el Centro del Instituto de Biodesign para la Bioelectrónica y los Biosensores, Tao es profesor en la Escuela de Eléctrico, Ordenador, e Ingeniería de la Energía, en Ira A. Fulton Schools de la Ingeniería, y profesor afiliado de ASU de la ingeniería de la química y de la bioquímica, de la física y del material.

Fuente: http://www.asu.edu/

Last Update: 12. January 2012 17:48

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit