Fabrican un transistor con una molécula y un puñado de átomos

     En 1990 los científicos de la empresa IBM lograron manipular y ordenar átomos sobre una superficie con el microscopio de efecto túnel (STM, por sus siglas en inglés). Ahora, usando la misma técnica, investigadores del instituto Paul-Drude (PDI), la Universidad Libre de Berlin, los laboratorios NTT Basic Research de Japón y el U.S. Naval Research Laboratory de EE UU han conseguido fabricar un nanotransistor con una molécula rodeada por unos pocos átomos.

Imagen del nanotransistor obtenida con el propio microscopio de efecto túnel que sirve para fabricarlo. En este caso, doce átomos de indio cargados positivamente modulan el transporte eléctrico a través de la molécula de ftalocianina (en el centro) al modificar su estructura electrónica. / PDI/U.S. Naval Research Laboratory

     Se trata de un transistor de efecto campo, que consiste en un canal entre dos electrodos (fuente y drenaje), más un tercero (compuerta) que modula la corriente que pasa por el canal. En este caso, el diminuto dispositivo está fabricado por una molécula orgánica de ftalocianina, por la que circulan los electrones, colocada sobre un cristal semiconductor de arseniuro de indio. Esta superficie y la punta metálica del microscopio STM actúan como los electrodos fuente y drenaje del transistor.

     Por su parte, el campo electrostático que genera un grupo de átomos de indio, cargados positivamente y colocados alrededor de la ftalocianina, es el que actúa como electrodo compuerta. Es el que regula la transmisión de los electrones por la ftalocianina, modificando su estructura electrónica.

     Dependiendo del número de átomos de indio y de su posición respecto a la molécula, el campo electrostático sobre ella varía, determinando así si el nanotransistor conduce o no los electrones. Los detalles se publican este mes en la revista Nature Physics, pero también se pueden visualizar mediante una aplicación web interactiva que reproduce de forma exacta los experimentos de los investigadores.

Aplicación web interactiva en la que se puede ‘jugar’ con las posibilidades del transistor molecular. / J. Martínez-Blanco et al

     Según sus autores, este estudio puede ser “de gran importancia” tanto para futuros descubrimientos en el campo del transporte electrónico en nanoestructuras moleculares, como para el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos a escala nanométrica.

     Además, el tamaño de poco más de un nanómetro de diámetro que tiene la ftalocianina, podría suponer el límite físico de la famosa ley de Moore. Esta establece que el número de transistores que pueden integrarse en un circuito se va duplicando cada dos años aproximadamente. Según esta ley, en diez o veinte años veremos transistores del tamaño de estas moléculas integrados en nuestros circuitos electrónicos.

Fuente: SINC