Las moléculas como circuitos

La electrónica basada en el silicio tiene ciertos límites, en el sentido físico de la palabra: este tipo de circuito nuna puede convertirse en "nano" debido a las leyes de la física que gobiernan el flujo de electrones. Esto impone un alto en el proceso de miniaturización de los dispositivos electrónicos. Una de las posibles soluciones es usar moléculas como circuitos, pero las pobres capacidades de conducción hacen de ellos unos candidatos imposibles. Hay, sin embargo, una forma posible de sortear esto.

El efecto Kondo, descrito por primera vez el siglo pasado por el físico japonés Jun Kondo, se observa cuando las impurezas magnéticas, por ejemplo de unos pocos átomos (incluso solo uno de cada mil) de materiales magnéticos como el hierro se añaden a metales como el oro o el cobre. Incluso las moléculas como el óxido nítrico se comportan como impurezas magnéticas: cuando se sitúa entre electrodos de metal aumenta a un efecto Kondo. Dicho efecto, como muestra el estudio, puede ser explotado para cambiar la conductancia entre los dos electrodos. Los investigadores han creado un modelo computacional del efecto Kondo bajo estas condiciones y formularon una serie de predicciones sobre el comportamiento de las moléculas. A continuación fueron probados en experimentos llevados a cabo por físicos experimentales implicados en el estudio.

Los resultados son esperanzadores, ya que el trabajo demuestra por primera vez que se puede predecir el efecto Kondo cuantitativamente y ofrece una base teórica para cálculos similares con moléculas más grandes y complejas.

El efecto Kondo tiene lugar cuando la presencia de un átomo magnético, una impureza, causa el movimiento de electrones en un material para que se comporte de una manera peculiar.

Cada electrón tiene un momento de rotación mecánico o magnético, denominado giro. Kondo es un fenómeno relacionado con el espin de los electrones de metal cuando encuentran una impureza magnética. El grupo de electrones de metal libres alrededor de una impureza y "proyectarlo hacia afuera" de manera que no pueda volver a ser detectado, al menos no hasta que la temperatura sea suficientemente baja. Esto resulta en unas propiedades específicas de un material, por ejemplo un incremento en la resistencia electrónica. Inversamente, en condiciones que impliquen escalas de tamaño muy pequeñas, la punta de un microscopio de efecto túnel, tales como las usadas en el estudio, el resultado es, en su lugar, un incremento en la conductividad.

Via Sissa