Transistor molecular

O primeiro transistor feito de uma única molécula foi anunciado por cientistas da Coreia do Sul e dos Estados Unidos. A novidade, conseguida por pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia Gwangju e da Universidade Yale, foi publicada na edição de 24 de dezembro da revista Nature.

O artigo descreve como uma molécula de benzeno ligada a contatos feitos de ouro se comporta como se fosse um transistor de silício. Os pesquisadores conseguiram manipular diferentes estados de energia da molécula a partir de diferenças na voltagem que aplicaram por meio dos contatos.

Ao variar o estado energético, foi possível controlar a corrente que passava pela molécula. “É como rolar uma bola morro acima, com a bola sendo a corrente elétrica e o declive representando os diferentes estados de energia. Conseguimos ajustar a elevação do morro, fazendo com que a corrente passasse quando ela fosse pequena e parasse quando ela fosse alta”, disse Mark Reed, professor de engenharia e ciência aplicada em Yale.

Desse modo, o grupo pôde usar a molécula de modo semelhante ao funcionamento de transistores comuns. O trabalho tem como base uma pesquisa feita por Reed na década de 1990, que demonstrou que moléculas individuais poderiam ser contidas entre contatos elétricos.

Desde então, Reed e Takhee Lee, que na época era pesquisador em Yale e atualmente leciona em Gwangju, desenvolveram técnicas adicionais que permitem conhecer o que está ocorrendo em nível molecular.

Componentes fundamentais da descoberta foram o desenvolvimento da capacidade de fabricar contatos elétricos em escala tão reduzida, a identificação de moléculas ideais para uso no projeto e encontrar onde colocar as moléculas e como ligá-las com os contatos metálicos.

Há muito interesse na indústria em usar moléculas em circuitos eletrônicos porque os transistores tradicionais não podem ser fabricados nessa escala. Os autores da pesquisa, no entanto, ressaltam a importância da descoberta, mas do ponto de vista científico.

Aplicações práticas, tais como computadores moleculares – muito mais rápidos e menores do que os atuais –, caso sejam possíveis, ainda precisarão de muitos anos, ou décadas, para se tornarem reais.

“Não estamos próximos ainda da criação da próxima geração de circuitos integrados. Mas, após tantos anos de trabalho, conseguimos responder a uma questão antiga e mostrar que moléculas podem funcionar como transistores”, disse Reed.

O artigo Observation of molecular orbital gating (Vol 462|24/31 December 2009 | doi:10.1038/nature08639), de Mark Reed e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com