El primer transistor molecular de silicio

La industria del silicio ha revolucionado nuestras vidas. Mediante el desarrollo de tecnologías que han reducido el tamaño de los circuitos electrónicos ahora podemos navegar por internet con dispositivos que caben en nuestros bolsillos. El máximo exponente de esta miniaturización de los circuitos es la reducción a la escala atómica. En este trabajo fabricamos y caracterizamos por primera vez un transistor que basa su funcionalidad electrónica en una solo molécula, un par de átomos de arsénico en una red de silicio.

El funcionamiento de este transistor es sorprendentemente similar al de una molécula de hidrógeno conectada a un circuito electrónico. La teoría así nos lo dice. La misma mecánica cuántica que se utiliza para describir los niveles energéticos de la molécula de hidrógeno nos sirve para describir cómo la corriente de electrones fluye a través del transistor.

Este transistor, al que denominamos “transistor molecular”, podría permitir que el procesado de los bits de información se hiciera de una manera energética más eficiente. Igualmente debido a sus dimensiones atómicas, podría utilizarse para el procesado de información cuántica, abriendo las puertas al desarrollo de un ordenador cuántico basado en el silicio.

M. Fernando González-Zalba, André Saraiva, Dominik Heiss, María J. Calderón, Belita Koiller, Andrew J. Ferguson, Nano Lett., 2014, 14 (10), pp 5672–5676

Diagrama del transistor molecular de silicio. La corriente de electrones (flechas rojas) viaja a través de los niveles energéticos de la molécula  (línea roja y verde). Fernando González-Zalba. Hitachi Cambridge Laboratory.

Diagrama del transistor molecular de silicio. La corriente de electrones (flechas rojas) viaja a través de los niveles energéticos de la molécula (línea roja y verde). Fernando González-Zalba. Hitachi Cambridge Laboratory.

Fernando González-Zalba