Eletrônica molecular: diferenças entre revisões

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Durante muitos anos, a miniaturização esteve presente na [[eletrônica]]. Cada vez mais, diminuíram-se as dimensões dos aparelhos ao mesmo tempo em que se aumentou a capacidade de processamento. Entramos nas dimensões da [[microeletrônica]], com o uso da [[Mecânica Quântica]] nos [[resistores]] e [[diodos]], por exemplo, e a possibilidade de circuitos muito pequenos, os [[circuitos integrados]] fez com que fossem substituídas as [[válvulas]] (vidros com vácuo e eletrodos no interior), que eram de grandes dimensões, quando comparados aos [[circuitos integrados]], esquentavam muito e eram de difícil manuseio. Os circuitos integrados exploram propriedades de [[semicondutores]] como [[Germânio]] e [[Óxido de Silício]], para uso como [[resistores]], [[capacitores]], para isolamento, numa pequena superfície, realizando o processo de miniaturização. Este processo de miniaturização apresenta uma tendência aparente, observada por [[Gordon Moore]], co-fundador da [[Intel]], conhecida como [[Lei de Moore]], que sugere que a cada 18 meses, o número de [[transistores]] num circuito integrado dobra. Aparentemente, essa Lei poderia perder valor com as limitações na miniaturização da [[microeletrônica]]. Nesse caso, a evolução na miniaturização se encontra na escala do nano. Nessa escala, encontram-se [[átomos]], [[moléculas]] e [[macromoléculas]]. Por isso, conhecemos essa nova eletrônica como '''Eletrônica Molecular''', ou, '''Moletrônica''' (ou ainda, Eletrônica Orgânica). E essa nova fase vai permitir o desenvolvimento de computadores e dispositivos eletrônicos mais potentes, talvez superando a previsão de Moore para o processamento.
 
Os dispositivos eletrônicos tradicionais enfrentam dificuldades no caminho em direção à miniaturização. Com a diminuição das dimensões dos dispositivos, o número de átomos para a dopagem diminui tanto que se este número se torna algo da ordem de alguns átomos e a distribuição estatística dos átomos traz variações bruscas de voltagens entre diferentes regiões do dispositivo. Também são enfrentados problemas com efeitos quânticos (Efeito Avalanche ou Avalanche ''Breakdown'', Tunelamento, entre outros <ref name="primeira">Xiao-Hong Zhang, Benoit Domercq, Bernard Kippelen – High-performance and electrically stable C60 organic field-effect transistors – Applied Physics Letters – Vol.: 91, 092114</ref>) e com a dissipação de calor.<ref name="segunda">Organic and Inorganic Nanoestructures – Alexei Nabok – Artech House MEMS series – Artech House,INC.</ref>. Um caminho para vencer essas limitações é começar a usar a chamada tecnologia ''bottom-up'', do pequeno para o grande, usando moléculas como dispositivos eletrônicos. As moléculas usadas na Eletrônica Molecular têm dimensões menores que o limite da Eletrônica Tradicional.
 
==Como fazer eletrônica com moléculas?==
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[[Image:Esquema transistor.gif|frame|center|Esquema de Transistor]]
 
Um tipo especial de Transistor é são os [[FET]] (Transistores de Efeito de Campo), em particular o [[MOSFET]] (''Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor''). Uma solução para diminuir ainda mais as dimensões dos Transistores é usar os transistores com moléculas. O uso de [[Filmes Finos]] de moléculas orgânicas semicondutoras tem sido uma solução interessante. Há também o uso de um Nanotubo de Carbono, C<sub>60</sub> <ref name="primeira">Xiao-Hong Zhang, Benoit Domercq, Bernard Kippelen – High-performance and electrically stable C60 organic field-effect transistors – Applied Physics Letters – Vol.: 91, 092114</ref> e tióis e derivados <ref>Jan Hendrik Schön, Hong Meng & Zhenan Bao - Self-assembledmonolayer organic field-effect transistors - NATURE - VOL 413 - 18 OCTOBER 2001</ref>, cujo interesse reside no fato de terem grande afinidade por superfícies de Ouro.
 
As memórias dos computadores também podem ter suas versões supramoleculares. As memórias são usadas para controle de tarefas de programas de computador e são conhecidas como voláteis por serem apenas de armazenamento temporário para a execução dos programas. Os programas dos computadores usam o binário, 1 ou 0, que, na memória, é a presença ou ausência de corrente num contato, e cada 1 ou 0 armazenado é um ''bit''. No mundo das moléculas, as memórias podem ter moléculas que mudam de alguma maneira com algum estímulo. Em <ref>Jonathan E. Green, Jang Wook Choi, Akram Boukai, Yuri Bunimovich, Ezekiel Johnston-Halperin, Erica DeIonno, Yi Luo, Bonnie A. Sheriff, Ke Xu, Young Shik Shin, Hsian-Rong Tseng, J. Fraser Stoddart, James R. Heath – A 160-kilobit molecular electronic memory patterned at 1011 bits per square centimetre – Nature – 25 Jan 2007 – Vol.: Vol. 445, 414 – 417, referência de http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010110070207</ref>, um [[rotaxano]] foi usado como um ''bit'': quando aplicada uma voltagem, um dos ciclos se deslocava para fazer interação intermolecular com outra parte do “eixo”.