Il diodo più piccolo del mondo, la dimensione di una singola molecola, è stato sviluppato in collaborazione da ricercatori statunitensi e israeliani dell'Università della Georgia e dell'Università Ben-Gurion del Negev (BGU).

Il loro studio sarà pubblicato online in Chimica della natura il 4 aprile 2016.

"La creazione e la caratterizzazione del diodo più piccolo del mondo è una pietra miliare significativa nello sviluppo di dispositivi elettronici molecolari, " spiega il dottor Yoni Dubi, un ricercatore presso il Dipartimento di Chimica della BGU e l'Istituto Ilse Katz per la scienza e la tecnologia su nanoscala. "Ci fornisce nuove informazioni sul meccanismo di trasporto elettronico".

La continua richiesta di maggiore potenza di calcolo sta spingendo i limiti dei metodi attuali. Questa esigenza sta spingendo i ricercatori a cercare molecole con proprietà interessanti e trovare modi per stabilire contatti affidabili tra componenti molecolari e materiali sfusi in un elettrodo, al fine di imitare elementi elettronici convenzionali su scala molecolare.

Un esempio per un tale elemento è il diodo su scala nanometrica (o raddrizzatore molecolare), che funziona come una valvola per facilitare il flusso di corrente elettronica in una direzione. Una raccolta di questi diodi su scala nanometrica, o molecole, ha proprietà che ricordano i componenti elettronici tradizionali come un filo, transistor o raddrizzatore. Il campo emergente dell'elettronica a singola molecola può fornire un modo per superare la legge di Moore, l'osservazione che nella storia dell'hardware informatico il numero di transistor in un circuito integrato denso è raddoppiato circa ogni due anni, oltre i limiti dei circuiti integrati al silicio convenzionali.

Il gruppo del Prof. Bingqian Xu presso il College of Engineering dell'Università della Georgia ha preso una singola molecola di DNA costituita da 11 coppie di basi e l'ha collegata a un circuito elettronico di pochi nanometri. Quando hanno misurato la corrente attraverso la molecola, non ha mostrato alcun comportamento speciale. Però, quando gli strati di una molecola chiamata "coralyne, " sono stati inseriti (o intercalati) tra strati di DNA, il comportamento del circuito è cambiato drasticamente. La corrente è balzata a tensioni negative vs positive 15 volte più grandi, una caratteristica necessaria per un nano diodo. "In sintesi, abbiamo costruito un raddrizzatore molecolare intercalando specifici, piccole molecole in filamenti di DNA progettati, " spiega il prof. Xu.

Dr. Dubi e il suo studente, Elinor Zerah-Harush, costruito un modello teorico della molecola di DNA all'interno del circuito elettrico per comprendere meglio i risultati dell'esperimento. "Il modello ci ha permesso di identificare la fonte della caratteristica simile a un diodo, che ha origine dalla rottura della simmetria spaziale all'interno della molecola di DNA dopo l'inserimento del corallino".