Rettificatore unimolecolare

La legge di Moore si è dimostrata vera con l'aumento del numero di transistor e della potenza di calcolo e la contemporanea diminuzione dei prezzi. Tuttavia, comincia a raggiungere il suo limite, in gran parte a causa delle restrizioni imposte dall'elettronica a base di silicone. Tra le soluzioni più promettenti troviamo l'elettronica molecolare, che fa uso di singole molecole come rettificatori. I nanomateriali a base di carbonio sono all'avanguardia nella tecnologia emergente di elaborazione delle informazioni. Il progetto CARBOTRON (“Carbon-based nanoelectronics”), finanziato dall'UE, ha fatto uso della modellizzazione multiscala per studiare le caratteristiche, un prerequisito per lo sfruttamento.

Il team ha studiato la rettificazione su nanoscala nell'elettronica molecolare, la base dei nuovi sistemi di calcolo. I ricercatori hanno identificato un nuovo meccanismo per la magnetoelettronica o spintronica, in dispositivi che sfruttano lo spin elettronico (o, più in generale, nucleare) al posto della carica o in aggiunta ad essa. I risultati della ricerca hanno portato a tre pubblicazioni in riviste specializzate.

Ulteriori esperimenti teorici con materiali a base di carbonio hanno incluso un'analisi del nano bamboo al carbonio. Si tratta di una struttura unica costituita da nanotubi di carbonio di diversi diametri e angoli chirali, come lunghi pezzi casuali di bamboo cresciuti in nanotubi di carbonio di diametro superiore. La modellazione ha indicato un meccanismo per la determinazione della struttura stabile.

Infine, i ricercatori hanno utilizzato metodi a molti corpi per dimostrare che i valori previsti di una misurazione dell'intervallo di banda in molecole di carbonio 1D corrispondono ai valori sperimentali pubblicati.

Il progetto CARBOTRON è andato oltre il suo ambito originario, analizzando altri materiali in dimensione bassa simili a quelli degli obiettivi originari. Tra questi, il silicene, l'analogo in silicio del grafene, il silicene idrogenato, detto silicane, e l'equivalente in germanio del silicene, detto germanane. I lavori di modellizzazione hanno dimostrato l'estrema utilità di questi materiali nell'elettronica su nanoscala, grazie alle loro eccellenti proprietà fisiche. Sull'argomento sono stati pubblicati sette ulteriori articoli.

In tutto, i ricercatori hanno pubblicato 14 articoli in riviste specializzate di grande fama, molti dei quali sono stati citati numerose volte. CARBOTRON ha aggiunto un importante tassello nella fondazione di sistemi di elaborazione futuri, dimostrando le potenzialità dell'elettronica molecolare per superare i limiti della legge di Moore.