Il campo emergente dell'elettronica molecolare potrebbe portare la nostra definizione di portatile al livello successivo, consentendo la costruzione di piccoli circuiti da componenti molecolari. In questi dispositivi altamente efficienti, le singole molecole assumerebbero il ruolo attualmente svolto da fili relativamente ingombranti, resistori e transistor.

Un team di ricercatori di cinque università giapponesi e taiwanesi ha identificato un potenziale candidato per l'uso nell'elettronica su piccola scala:una molecola chiamata picene. In un articolo pubblicato il 16 settembre in Il Giornale di Fisica Chimica , da AIP Publishing, caratterizzano le proprietà strutturali ed elettroniche di un sottile strato di picene su una superficie d'argento, dimostrando il potenziale della molecola per le applicazioni elettroniche.

Molecola sorella del Piceno, pentacene, è stato ampiamente studiato a causa della sua elevata mobilità dei portatori, la sua capacità di trasmettere rapidamente elettroni, una proprietà critica per l'elettronica su scala nanometrica. Ma pentacene, composto da cinque molecole di benzene unite in linea, si decompone in condizioni ambientali normali.

Entra piceno, in cui questi stessi cinque anelli benzenici sono invece legati insieme a forma di W. Questo semplice cambiamento strutturale altera alcune delle altre proprietà della molecola:il Picene mantiene l'elevata mobilità del portatore del pentacene, ma è chimicamente più stabile e quindi più adatto alle applicazioni pratiche.

Per testare le proprietà del piceno quando giustapposto a un metallo, come sarebbe in un dispositivo elettronico, i ricercatori hanno depositato un singolo strato di molecole picene su un pezzo d'argento. Quindi, hanno usato la microscopia a scansione a effetto tunnel, una tecnica di imaging in grado di visualizzare le superfici a livello atomico, per esaminare da vicino l'interfaccia tra il piceno e l'argento.

Sebbene studi precedenti avessero mostrato una forte interazione tra pentacene e superfici metalliche, "abbiamo scoperto che il piceno a forma di zigzag si trova fondamentalmente sull'argento, " ha affermato il ricercatore dell'Università di Tokyo Yukio Hasegawa. Le interazioni tra le molecole possono alterare la loro forma e quindi il loro comportamento, ma il debole legame del piceno con la superficie d'argento ha lasciato intatte le sue proprietà.

"L'interazione debole è vantaggiosa per le applicazioni molecolari [elettronica] perché la modifica delle proprietà del film sottile molecolare dalla presenza dell'[argento] è trascurabile e quindi [le] proprietà originali della molecola possono essere conservate molto vicino all'interfaccia , " disse Hasegawa.

Un circuito di successo richiede una forte connessione tra i componenti elettronici:se un filo è sfilacciato, gli elettroni non possono fluire. Secondo Hasegawa, le deboli interazioni del picene con l'argento gli permettono di depositarsi direttamente sulla superficie senza uno strato stabilizzante di molecole tra, una qualità che ha detto è "essenziale per ottenere un contatto di alta qualità con elettrodi metallici".

Poiché il picene mostra la sua elevata mobilità del portatore quando esposto all'ossigeno, i ricercatori sperano di studiarne le proprietà a diversi livelli di esposizione all'ossigeno per chiarire un meccanismo molecolare alla base del comportamento.