Electrónica a escala molecular
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Ley
de Moore Dispositivo multipuerta Fabricación de
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semiconductores
La electrónica a escala molecular , también llamada electrónica de molécula única , es una rama de la nanotecnología que utiliza moléculas únicas, o conjuntos de moléculas únicas a nanoescala , como componentes electrónicos . Debido a que las moléculas individuales constituyen las estructuras estables más pequeñas imaginables, esta miniaturización es el objetivo final para reducir los circuitos eléctricos .
El campo a menudo se denomina simplemente como " electrónica molecular ", pero este término también se usa para referirse al campo distantemente relacionado de los polímeros conductores y la electrónica orgánica , que usa las propiedades de las moléculas para afectar las propiedades generales de un material. Se ha sugerido una distinción de nomenclatura para que los materiales moleculares para la electrónica se refieran a este último campo de aplicaciones a granel, mientras que la electrónica a escala molecular se refiera a las aplicaciones de una sola molécula a nanoescala tratadas aquí. [1] [2]
La electrónica convencional se ha fabricado tradicionalmente a partir de materiales a granel. Desde su invención en 1958, el rendimiento y la complejidad de los circuitos integrados han experimentado un crecimiento exponencial , una tendencia denominada ley de Moore , ya que los tamaños de las características de los componentes integrados se han reducido en consecuencia. A medida que las estructuras se encogen, aumenta la sensibilidad a las desviaciones. En unas pocas generaciones de tecnología, la composición de los dispositivos debe controlarse con una precisión de unos pocos átomos [3] para que los dispositivos funcionen. Con los métodos a granel cada vez más exigentes y costosos a medida que se acercan a los límites inherentes, nació la idea de que los componentes podrían construirse átomo por átomo en un laboratorio de química (de abajo hacia arriba) en lugar de tallarlos a partir de material a granel (de arriba hacia abajo ). Esta es la idea detrás de la electrónica molecular, siendo la miniaturización final los componentes contenidos en moléculas individuales.
En la electrónica de una sola molécula, el material a granel se reemplaza por moléculas individuales. En lugar de formar estructuras quitando o aplicando material después de un andamio de patrones, los átomos se juntan en un laboratorio de química. De esta manera, miles de millones de miles de millones de copias se hacen simultáneamente (típicamente se hacen más de 10 20 moléculas a la vez) mientras que la composición de las moléculas se controla hasta el último átomo. Las moléculas utilizadas tienen propiedades que se asemejan a los componentes electrónicos tradicionales, como un cable , un transistor o un rectificador .
La electrónica de una sola molécula es un campo emergente, y los circuitos electrónicos completos que consisten exclusivamente en compuestos de tamaño molecular aún están muy lejos de realizarse. [ cita requerida ] Sin embargo, la demanda incesante de más poder de cómputo, junto con los límites inherentes de los métodos litográficos a partir de 2016 [actualizar], hacen que la transición parezca inevitable. Actualmente, la atención se centra en descubrir moléculas con propiedades interesantes y en encontrar formas de obtener contactos fiables y reproducibles entre los componentes moleculares y el material a granel de los electrodos. [ cita requerida ]
