Transistores orgánicos que actúan como sensores

Según un artículo publicado el 31 de Julio de 2006 en Nanotechweb.org, investigadores de EEUU han desarrollado un nuevo tipo de transistor molecular orgánico capaz de sentir y de responder a su entorno químico. El dispositivo, creado por Colin Nuckolls, de la Universidad de Columbia, y sus colegas del Laboratorio Nacional Brookhaven, consiste en moléculas de hidrocarburo que reposan en el espacio creado al partir a la mitad un nanotubo de carbono de pared simple. Estos transistores pueden actuar como detectores químicos ultrasensibles debido a que la conductividad del hidrocarburo cambia de forma significativa cuando el dispositivo se expone a otras moléculas.

El dispositivo de Nuckolls consiste en un sustrato de silicio sobre el que se ha desarrollado un nanotubo de carbono metálico de pared simple por medio de una deposición química de vapor. A continuación se corta el tubo a la mitad con una técnica litográfica ultrafina, dejando en el medio un espacio muy pequeño de 2 a 6nm. A los otros extremos del nanotubo se unen unas placas metálicas de mayor tamaño que actuarán como fuente y drenador del transistor, mientras la superficie de silicio hace de puerta. Al aplicar un voltaje a los electrodos, fluye una corriente entre la fuente y el drenador.

Nuckolls y sus colaboradores montaron, a continuación, una capa de hidrocarburos aromáticos policíclicos, de una molécula de grosor, entre la fuente y el drenador. Los hidrocarburos se colocan por sí solos formando una línea entre los extremos del nanotubo y, puesto que la conductividad eléctrica de las moléculas depende del entorno químico local, el dispositivo se puede emplear como sensor.

Así, por ejemplo, cuando se expuso el dispositivo a moléculas deficientes en electrones, como el tetracianoquinodimetano (TCNQ), se observó que la conductividad de los hidrocarburos aumentó tanto que la corriente que pasaba a través del transistor ascendió en un orden de magnitud. Esto produjo una señal eléctrica clara que se pudo medir con facilidad.
Los científicos no están seguros del motivo por el cual cambia la conductividad, pero creen que probablemente se deba a que el TCNQ actúa como dopante, aceptando π-electrones durante la transferencia de la carga entre el TCNQ deficiente en electrones y los hidrocarburos ricos en electrones. Según ellos, el dispositivo se podría utilizar también para detectar sustancias químicas en el aire e incluso en líquidos.

Fuente: Nanotech Web