Nano transistor

Friday, January 20, 2006






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Nano transistor.
Científicos crean el primer transistor de un solo electrón a la temperatura ambiente.
De un nanotubo de carbón, investigadores holandeses han hecho un transistor que conduce y corta el flujo de un solo electrón. Es el primer transistor de un solo electrón (SET) que funciona a la temperatura ambiente y dada su eficacia y tamaño, los científicos sugieren que representa un gran paso en la búsqueda para crear componentes siempre más pequeńos de ordenadores. " Hemos agregado otra pieza importante a la caja de herramientas de la electrónica molecular, " comento Cees Dekker de la universidad tecnológica de Delft.
Los transistores comunes trabajan con el movimiento de millones de electrones, que generan mucho calor. Un interruptor de un solo electrón permite evadir la barrera para reducir de componentes electrónicos. Estos dispositivos consisten en una isla metálica separada de dos electrodos por un " mar "que rodea el material. Un voltaje aplicado a una puerta en la isla permite que los electrones pasen el mar en un salto a la isla. Pero el calor, también podría proveer a los electrones de bastante energía para saltar a la isla.
El grupo de Dekker fabrico un SET con una dimensión de un nanómetro de ancho y 20 nanómetros de largo, las fluctuaciones tan minúsculas de calor probaron ser irrelevantes. Utilizaron la extremidad de un microscopio atómico de fuerza para hacer curvas agudas en un solo nanotube de carbón, como se muestra a continuación:


Example
Estas curvas sirven al mismo propósito que el material del mar en los dispositivos anteriores, regulando el número de electrones que pasan a través del SET. “Hace solamente cuatro ańos medimos por primera vez el transporte electrónico a través de un nanotubo, " dijo Dekker, " ahora estamos explorando qué podemos hacer y qué no en términos de dispositivos moleculares. El paso siguiente será pensar cómo combinar estos elementos en circuitos mas complejos."
Nano tubos torcidos.
Los nanotubos torcidos actúan eléctricamente como uniones metal-semiconductor y como uniones metal-metal, el nanotubo torcido que actúa como una unión semiconductor-metal presenta características eléctricas similares a un diodo.
En la miniaturización de sistemas circuitales se utilizarían algunas moléculas como elementos activos, un concepto que ha sido pensado desde los anos 70. La realización experimental de la idea es difícil, pero el interés se ha revivido con la venida de los nanotubos de carbón.
Dispositivos realizados con nanotubos se han realizado introduciendo un pentágono y un heptágono en el enrejado hexagonal del carbón. De esta manera, dos segmentos de tubo con estructuras atómicas y electrónicas diferentes, pueden ser fundidos sin que se note la”costura” para crear una unión metal-metal, semiconductor-metal o semiconductor-semiconductor de sólo unos pocos átomos en la sección transversal, en la siguiente figura se observa el efecto de agregar una estructura pentagonal y heptagonal en el conjunto hexagonal y de esta manera retorcer al nanotubo.

Example

Estos empalmes se pueden imaginar como bloques utilizables en la futura electrónica molecular basada enteramente en el carbón. Ya que la inclusión de un pentágono en un nanotube causa una curvatura positiva mientras un heptágono una curvatura negativa, tales empalmes se manifiestan a sí mismo generalmente como una torcedura aguda.

Específicamente, se han identificado nanotubos que exhiben torceduras agudas y se han realizado medidas eléctricas en dicha zona, midiéndose un parámetro conocido como transporte .Se encontró que una unión torcida que presenta propiedades de semiconductor-metal se comporta como un diodo molecular, similar a un diodo rectificador convencional que tiene características de transporte no lineales, que es fuertemente asimétrica con respeto a la polaridad.

En el caso de una unión torcida con características metal-metal, la conductancia parece ser fuertemente suprimida y muestra una dependencia una característica(power-law) en temperatura y voltaje aún a temperatura ambiente, los nanotubos presentan un estado denominado liquido Luttinger,que es un estado electrónico exótico que aparece en conductores de una dimensión, debido a la interacción electrón-electrón.

Eduardo Ghershman, 20.1.2006

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