Un team internazionale di ricercatori, tra cui il professor Federico Rosei e membri del suo gruppo all'INRS, ha sviluppato una nuova strategia per la fabbricazione di nanostrutture di carbonio a controllo atomico utilizzate nell'elettronica molecolare a base di carbonio. Un articolo appena pubblicato sulla prestigiosa rivista Comunicazioni sulla natura presenta i loro risultati:la struttura elettronica completa di un polimero organico coniugato, e l'influenza del substrato sulle sue proprietà elettroniche.

I ricercatori hanno combinato due procedure precedentemente sviluppate nel laboratorio del professor Rosei, l'autoassemblaggio molecolare e la polimerizzazione a catena, per produrre una rete di nanofili di poli(para-fenilene) (PPP) a lungo raggio su una superficie di rame (Cu). Utilizzando tecnologie avanzate come la microscopia a effetto tunnel e la spettroscopia fotoelettronica, nonché modelli teorici, sono stati in grado di descrivere la morfologia e la struttura elettronica di queste nanostrutture.

"Forniamo una descrizione completa della struttura a bande ed evidenziamo anche la forte interazione tra il polimero e il substrato, il che spiega sia la diminuzione del bandgap che la natura metallica delle nuove catene. Anche con questa ibridazione, le bande PPP mostrano una dispersione quasi unidimensionale in nanofili polimerici conduttivi, " ha affermato il professor Federico Rosei, uno degli autori dello studio.

Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per descrivere completamente le proprietà elettroniche di queste nanostrutture, la dispersione del polimero fornisce una registrazione spettroscopica del processo di polimerizzazione di alcuni tipi di molecole sull'oro, d'argento, rame, e altre superfici. È un approccio promettente per studi simili sui semiconduttori, un passo essenziale nello sviluppo di dispositivi reali.

I risultati dello studio potrebbero essere utilizzati nella progettazione di nanostrutture organiche, con significative potenziali applicazioni in nanoelettronica, compresi i dispositivi fotovoltaici, transistor ad effetto di campo, diodi emettitori di luce, e sensori.