Investigadors del Laboratori Quàntum Transport (QT-Lab) de la Universitat d’Alacant (UA) han desenvolupat un precís mètode per a mesurar distàncies a escala nanomètrica a temperatura ambient, troballa que obri una finestra a l’experimentació en electrònica molecular. A més, han identificat per primera vegada l’existència d’estructures d’or de tres àtoms de gruix en nanocontactes, aspecte que contribueix a ampliar el coneixement actual sobre el transport electrònic.
El treball, publicat en la revista Physical Review Materials, «assenta noves bases per a l’electrònica del futur», com el defineix l’autor principal del treball i investigador del Departament de Física de la UA, Carlos Sabater.
A una temperatura de -269 °C, l’or és l’únic element, juntament amb el platí i l’iridi, que, quan és estirat, forma cadenetes atòmiques que ajuden a calibrar els experiments d’electrònica molecular. Durant aquest procés, l’equip de la UA va demostrar el 2020 l’existència de contactes d’or formats per un o dos àtoms de gruix. No obstant això, en l’actual treball, els investigadors han confirmat que hi ha configuracions geomètriques de tres àtoms de gruix, fins i tot, sota condicions de temperatura ambient.
«Gràcies a tècniques experimentals avançades que permeten estirar i trencar de manera controlada un fil metàl·lic extremadament fi, simulacions i càlculs de primers principis, hem descabdellat l’estructura i la geometria de cables atòmics d’or», afegeix Sabater. Comprendre com es comporten estructures tan diminutes com els àtoms és clau per a dissenyar dispositius electrònics cada vegada més petits, eficients i precisos.A més del descobriment d’aquestes configuracions, els investigadors han pogut desenvolupar un inèdit i precís sistema de calibratge atòmic a temperatura ambient que ja ha sigut provat en laboratoris d’Holanda, Bèlgica i Alemanya. «Calibrar sistemes nanomètrics és molt difícil si no disposes d’equipaments de milions d’euros o treballes a baixes temperatures. Poder-ho fer a temperatura ambient és un gran avantatge per a avançar en nous sistemes d’electrònica molecular sense que calguen grans instal·lacions», destaca l’investigador de la UA. En aquest sentit, el Laboratori QT-Lab de la UA és l’únic a Espanya líder en la investigació de la matèria condensada i l’electrònica molecular, combinant dues tècniques: la microscòpia d’efecte túnel (STM, per les sigles en anglès scanning tunneling microscope) i la d’unió de ruptura mecànicament controlable (MCBJ, per les sigles en anglès Mechanically controllable break junction), aquesta última utilitzada en no més d’una desena de centres arreu del món.
D’altra banda, Carlos Sabater també ha impulsat el disseny d’instrumental de baix cost mitjançant la impressió 3D. «Per a poder explorar en ciència i, en particular, en el camp de l’electrònica molecular, sovint no es comercialitza l’instrumental necessari o té un cost massa elevat, per la qual cosa en la UA ens hem especialitzat a crear el nostre propi material de treball», assenyala l’investigador.