En enskild molekyl kan bete sig som den minsta elektroniska komponenten i ett elektroniskt system. Forskare inom området molekylär elektronik har under de senaste åren strävat efter att utveckla nya metoder för att använda molekyler som elektroniska logiska komponenter.

Ett nyligen steg framåt har publicerats i Vetenskapens framsteg , som ett resultat av ett nytt samarbete mellan fysiker från CIC nanoGUNE, Donostia International Physics Center (DIPC) och institutionella samarbetspartners. Studien resulterade i ett genombrott som har gjort det möjligt att läsa en magnetisk enhet med en molekyl för första gången.

"Tanken är fascinerande - att lagra information i en enda molekyl och läsa den, " säger Nacho Pascual, Ikerbasque professor och ledare för Nanoimaging Group på nanoGUNE. "Vi har länge vetat hur man gör molekylerna, men vi kunde aldrig koppla in dem i en krets förrän nu, "säger han. För att uppnå detta mål, forskare använde grafenränder som elektriska ledningar; dessutom, de designade en metod för att påverka molekylen på fördefinierade platser.

"Vi fann att kontakten med molekylen avgörande påverkar hur den molekylära enheten beter sig, säger Jingcheng Li, artikelns första författare. "Denna upptäckt har fått oss att styra kontaktsteget med atomär precisionsteknologi."

För att skapa molekylen, forskarna använde en kemisk metod baserad på styrda kemiska reaktioner över en metallyta. "Skapandet av den molekylära enheten är enkel, " säger CiQUS teamledare Diego Peña:"vi designade och syntetiserade byggstenarna med "limliknande" kemiska avslutningar vid de punkter där kontakter ska skapas; från och med då, naturen gör resten av jobbet för oss. "

För att illustrera processen, teamet använder en visuell metafor:"Vi kan se det som ett molekylärt LEGO, " sa de.

Dr Pascual säger, "Vi lär oss hur man använder naturens lagar för att sätta samman molekyler till mer komplexa nanostrukturer."

Författarna demonstrerade den molekylära enhetens funktion med hjälp av scanning tunneling microscopy (STM), bekräfta under vilka förhållanden den magnetiska informationen lagrad i molekylen kan överleva till kontakten, öppnar ett nytt sätt att utveckla nya material för effektiv elektronik.