A transferência controlada de elétrons individuais é uma das rotas já consolidadas para alcançar novos desenvolvimentos em nanotecnologia. Entretanto, aplicações inovadoras envolvendo nanodispositivos demandam estratégias diferenciadas para fabricá-los e avaliá-los. Neste trabalho, um dispositivo de elétrons individuais (SED – do inglês, single electron device) foi fabricado e caracterizado. O SED em questão possui composição híbrida, com nanopartículas metálicas embebidas em um conjunto molecular ultrafino (< 10 nm). Como plataforma, utilizou-se da já conhecida junção molecular baseada em nanomembranas reportada por Merces, L. et al. em 2017.
Uma das contribuições do recente trabalho diz respeito à consequência inesperada da combinação de altos campos elétricos, pequenas áreas de injeção e baixas temperaturas com canais condutivos na nanoescala. Tais fatores levam à migração de nanopartículas provenientes dos eletrodos para dentro do conjunto molecular no canal da junção de transporte. As nanopartículas propelidas são aprisionadas no interior do material molecular e agem como ilhas de Coulomb, dando origem a uma junção de tunelamento duplo. Como resultado, efeitos de carga individual podem ser observados – isto é, bloqueio de Coulomb e quantização da condutância diferencial. A referida migração de nanopartículas metálicas pode ser controlada pela aplicação de campo às junções baseadas em nanomembranas, fato que abre novas possibilidades para a criação de SEDs inovadores, inclusive utilizando diferentes materiais. Ainda, de uma outra perspectiva, a formação de junções híbridas reportada neste trabalho traz um alerta sobre a difusão de eletrodos durante a fabricação/operação de dispositivos moleculares na nanoescala.
Figura 1: Capa da edição de 14/06/18 do JPCC.
Tais achados deram ao trabalho de Rafael F. de Oliveira, Leandro Merces, Felipe Marques, Érico Teixeira-Neto, Davi H. S. de Camargo e Carlos César Bof Bufon o destaque da capa na edição de 14 de junho de 2018 do The Journal of Physical Chemistry C (JPCC) – ver Figura 1. O JPCC é um jornal científico tradicional em ambas as áreas da Física e Química, com Qualis CAPES A e mais de 120 anos de história. Apresentar abordagens físicas inovadoras é um critério essencial para figurar entre suas páginas. Em nome dos autores, o Prof. Dr. C. C. Bof Bufon agradece ao Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano/CNPEM), à CAPES, ao SISNANO e à FAPESP (2014/ 25979-2) pelas condições de realização do trabalho. Para maiores informações, o trabalho completo pode ser acessado via Portal de Periódicos da CAPES, através do link: https://pubs.acs.org/toc/jpccck/122/23.