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Un trabajo liderado desde la Universidad Autónoma de Madrid postula las cadenas de polímeros metalorgánicos como candidatas a futuros cables moleculares. Estos cables son componentes esenciales para la nanoelectrónica que se desarrollará en los próximos años.
Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Instituto de Física de la Materia Condensada (IFIMAC) y el IMDEA Nanociencia han conseguido aislar y medir la resistencia eléctrica de cadenas individuales de un polímero metalorgánico. El trabajo demuestra que dichas cadenas se pueden preparar fácilmente desde los precursores en fase líquida y que la corriente medida a través de las mismas sobrepasa las del resto de cables moleculares conocidos hasta la fecha.
Los cables moleculares son componentes esenciales para la futura nanoelectrónica. Sin embargo, la preparación de moléculas individuales capaces de conducir corriente eléctrica a largas distancias representa todavía un gran desafío.
Según los autores, “lo que hemos conseguido en la UAM es, en primer lugar, preparar de forma sencilla fibras y cadenas individuales, que tienen aproximadamente un nanómetro de diámetro, de polímeros metalorgánicos MMX, consistentes en secuencias quasi-unidimensionales de átomos de haluros (X) que unen subunidades basadas en dos iones metálicos (MM) conectados por ligandos orgánicos, obteniéndolas de forma directa desde fase líquida".
Cadenas de una o dos moléculas
"Y en segundo lugar –añaden–, medir sus propiedades de conducción eléctrica hasta distancias superiores a 250 nanómetros, lo que supone las mayores distancias para las que se ha medido corriente en cables moleculares al nivel de molécula individual”.
Como parte del trabajo, publicado en Advanced Materials, los investigadores cuantificaron la resistencia eléctrica a lo largo de una cadena formada por tan solo una o dos moléculas, observando una dependencia exponencial de la misma.
“Los cálculos teóricos basados en su estructura de bandas predicen una conductancia eléctrica todavía más alta que la medida experimentalmente. Pero la realidad es que durante la formación de las cadenas se originan defectos estructurales”, detallan los investigadores.
Los cálculos teóricos del trabajo –que incluyen dichos defectos, principalmente vacantes de átomos de iodo a través de los cuales tiene que circular la corriente– reproducen el comportamiento exponencial observado, que se atribuye a localización de Anderson (una mayor dificultad en el movimiento de los electrones debido a la interferencia que producen los defectos).
Referencia bibliográfica:
Pablo Ares, Pilar Amo-Ochoa, José M. Soler, Juan José Palacios, Julio Gómez-Herrero y Félix Zamora. "High Electrical Conductivity of Single Metal–Organic Chains". Advanced Materials. DOI: 10.1002/adma.201705645
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