Rectificador unimolecular

Un rectificador unimolecular és una molècula orgànica que eixercita la funció d'un rectificador (un conductor elèctric en una sola direcció) de corrent elèctrica. El primer rectificador unimolecular va ser propost en 1974 per Arieh Aviram que en eixe llavors estava en (IBM) i Mark Ratner de la (New York University). Dita proposta va ser la que va originar un nou camp cridat “electrònica molecular”, la qual pot definir-se com l'estudi de processos electrònics medits o controlats a escala molecular.

Definició

El rectificador unimolecular, de la mateixa manera que un diodo d'unió pn, es basa en una molècula que continga tres zones ben definides, una zona rica en densitat electrònica (donador) en un extrem, la qual actuaria com el semiconductor extrínseco tipo n en el cas del diodo pn i en l'extrem opost, una zona pobra en densitat electrònica (acceptor) que equivaldria al semiconductor extrínseco tipo p, separades en el centre molecular per una zona que continga enllaç sigma (típicament una regió alifática), que seria el símil de la regió d'agotament en un diodo pn, d'esta manera la conducció serà en un sol sentit. Per al cas particular de Aviram i Ratner, ells varen dissenyar una molècula en Tetratiafulvaleno com la part donadora, Tetracianoquinodimetona com la part aceptora i un espayador, ciclohexano en mig com a espayador.

Història

L'idea de Aviram i Ratner (1974), va consistir bàsicament en traslladar un dispositiu prèviament inventat i que era funcional en el món macroscòpic, a una escala sub-micrométrica. Degut a que l'invent va ser desenrollat en1904 per John Ambrose Fleming, amprat de l'empresa Marconi, basant-se en observacions realisades per Thomas Alva Edison.

Un gran número de potencials molècules rectificadoras varen ser estudiades pels grups de Robert Melville Metzger, Charles A. Panetta, and Daniell L. Mattern (University of Mississippi) entre 1981 i 1991, pero no varen ser provades exitosament.

Estes propostes varen ser verificades en dos artículs científics en 1990 i 1993 pels grups de John Roy Sambles (University of Exeter, UK) i Geoffrey Joseph Ashwell (Cranfield University ara en Lancaster University, UK), amprant una monocapa de hexadecilquinolina i tricianoquinodimetano entre dos electrodo diferents (magnesi i platí)[2][3], la qual cosa va anar posteriorment confirmat en tres artículs en 1997 i 2001 per Metzger (ara en l'University of Alabama) i colaboradors, els qui varen amprar metals idèntics per als electrodos (primer alumini, despuix or).

En eixos artículs s'ampraven películes de Langmuir-Blodgett (d'una molècula de gruixa) en un estimat de 10¹⁴ a 10¹⁵ molècules medides en paralel. Aproximadament 9 rectificadores similars d'estructures completament diferents han segut trobats pel grup de Metzger entre 1997 i 2006.

Alguns rectificadores orgànics més basats en perileno en polietilenglicol (PEG) han segut sintetisats per Ramakrishna Samudrala. Estos rectificadores permetrien la medició de la rectificació per mig de la flexibilitat.