Eletrônica

Nasce o primeiro transístor molecular

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/12/2009

Criado o primeiro transístor molecular
Transístor molecularNULL ajustam a tensão aplicada por meio de eletrodos de ouro a uma molécula de benzeno, variando a corrente que passa através dela - exatamente como ocorre com um transístor convencional.[Imagem: Hyunwook Song and Takhee Lee]

Eletrônica molecular

Cientistas conseguiram fabricar o primeiro transístor prático feito com uma única molécula, levando a miniaturização da eletrônica ao seu limite e começando a tornar realidade as promessas de uma eletrônica molecular.

Exatamente ontem, dia 23 de Dezembro, o transístor original completou 63 anos de idade.

Outros cientistas já haviam feito propostas teóricas para a criação de um transístor de benzeno e, há cerca de dois meses, uma equipe demonstrou o funcionamento do primeiro diodo molecular, uma junção semicondutora essencial para a construção dos transistores.

Transístor molecular

Agora, os pesquisadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, e do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul, apresentaram o primeiro transistor molecular que funciona na prática, ainda que em escala de laboratório.

Eles demonstraram que, conforme haviam sugerido cientistas da Universidade do Arizona, uma molécula de benzeno ligada a contatos de ouro comporta-se como um transistor de silício.

Os pesquisadores conseguiram manipular os diferentes estados de energia da molécula variando a tensão aplicada através dos eletrodos de ouro. Ao manipular os estados de energia, eles foram capazes de controlar a intensidade da corrente elétrica que passa através da molécula. Exatamente o mesmo comportamento de um transístor eletrônico de silício.

"É mais ou menos como rolar uma bola colina acima, onde a bola representa a corrente elétrica e a altura da colina representa os diferentes estados de energia da molécula," tenta explicar o Dr. Mark Reed. "Fomos capazes de ajustar a altura da colina, permitindo que a corrente passasse por ela quando ela era mais baixa, e interrompendo a corrente quando ela se elevava."

Ferramentas moleculares

A parte mais desafiadora da construção do transístor molecular foi justamente conectar os eletrodos metálicos à molécula, uma técnica que o Dr. Reed e sua equipe vêm aprimorando há quase 20 anos.

O feito somente foi alcançado graças ao desenvolvimento de novas técnicas e equipamentos que permitem a medição das correntes super tênues e a "visualização" do que está ocorrendo em nível molecular.

O desafio pode ser visualizado na imagem, que contrasta as dimensões dos contatos elétricos, construídos com a tecnologia atual de litografia, e a molécula individual que funciona como transístor.

Uma década de trabalho

Há um grande interesse em utilizar moléculas em circuitos de computador porque os transistores tradicionais, feitos de silício, não são viáveis em escalas tão pequenas.

Contudo, embora represente um marco importante para a criação da eletrônica molecular, este transístor é ainda um dispositivo em escala de laboratório. Mesmo sua reprodução por outros grupos de pesquisadores será difícil. A fabricação em escala industrial terá que esperar ainda muitos anos de novos aprimoramentos e de novos equipamentos.

"Ainda não estamos prestes a criar a próxima geração de circuitos integrados," afirma Reed. "Mas, depois de muitos anos de trabalho nos preparando para isto, terminamos um trabalho de uma década de duração, conseguindo demonstrar que as moléculas de fato podem funcionar como transistores."

Bibliografia:

Observation of molecular orbital gating
Hyunwook Song, Youngsang Kim, Yun Hee Jang, Heejun Jeong, Mark A. Reed, Takhee Lee
Nature
24 December 2009
Vol.: 462, 1039-1043
DOI: 10.1038/nature08639




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