02/09/2011 - Más cerca de los ordenadores de moléculas orgánicas

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Científicos del CSIC descifran el mecanismo de transporte en porfirinas, que en contra de los que se creía no corresponde a saltos sino a través del efecto túnel.

Para la electrónica moléculas en concreto y a para la nanotecnología en general, resulta imprescindible saber cómo se comportan los diminutos materiales con los que se trabaja. Por eso se produce el estudio de las porfirinas, unas moléculas orgánicas que aparecen en la región central de las macromoléculas como la clorofila y la hemoglobina y que posee un átomo metálico que determina su función. Una molécula vital para la nanotecnología y para el futuro de los ordenadores cuánticos por su excelente capacidad para trasferir electrones de un lado a otro.

Hasta ahora se pensaba que la electricidad -el trasporte de electrones- se producía en ella a través del hopping, un proceso de saltos de una región de la molécula a otra. Pero para sorpresa de los investigadores del Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (centro mixto entre la Universidad de Oviedo y el Gobierno del Principado de Asturias y asociado al CSIC), esto no es así en las porfirinas.

Para resolver el mecanismo de transporte electrónico que dirigen las porfirinas, el equipo ha evaluado la variación de su conductividad eléctrica en función de la distancia y la temperatura, en cadenas de una, dos y tres unidades de porfirina, ancladas en sus extremos a superficies de oro que actúan como electrodos. Según las leyes que rigen el transporte por hopping, la conductividad de las porfirinas aumenta con la temperatura pero se reduce suavemente con la distancia.

MENOS TEMPERATURA, MÁS DISTANCIA

Por el contrario, el efecto túnel se basa en que los electrones tienen cierta probabilidad de desaparecer de un electrodo y reaparecer en el otro. Esta probabilidad depende del tipo de molécula que haya entre los electrodos. En este mecanismo, la temperatura también puede aumentar la conductancia, “ya que incrementa la cantidad de electrones disponibles para ser transportados”, explica el responsable del trabajo, el investigador Víctor Manuel García. Sin embargo, el efecto de la longitud reduce la conductancia de forma exponencial. Un ligero aumento de la distancia disminuye de forma drástica la probabilidad de los electrones de aparecer al otro lado.

Cn este descubrimiento, publicado en el último número de la revista Nature Nanotechnology, los investigadores del CSIC se acercan más a la creación de ordenadores cuánticos basado en moléculas orgánicas. Esto se debe a que para la mecanica cuántica en la que se basan estas máquinas es más conveniente el trasporte de electrones a través del efecto túnel. "Así, los electrones conservan su naturaleza ondulatoria y, por tanto, tambien sus propiedades cuánticas", concluye García.

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