Bombeamento quântico em junções moleculares

A eletrônica molecular é o estudo de como os elétrons se movem em junções formadas por moléculas individuais e como isso pode ser usado em dispositivos eletrônicos. As escalas de tempo dos modelos teóricos tipicamente usados ​​nesses processos são muito rápidas em comparação com aquelas observadas experimentalmente e alinhá-los tem sido um desafio.

Usando uma nova técnica de modelagem desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Jyväskylä e da Universidade de Ciência e Tecnologia de Wroclaw, uma configuração foi investigada na qual uma molécula de benzeneditiol é acoplada a eletrodos de cobre e interage com a luz em uma cavidade. O novo método teórico fornece uma escala de tempo experimentalmente relevante para o estudo de junções moleculares.

“Nossos resultados teóricos mostram que o sistema molecular que estudamos pode produzir emissão de luz significativa e alta geração de harmônicos”, diz o professor sênior Riku Tuovinen da Universidade de Jyväskylä.

Curiosamente, a maneira como esses efeitos ocorrem é mais semelhante ao que foi observado em materiais em estado sólido do que em sistemas atômicos ou moleculares.

“O estudo também descobriu que simetrias na configuração podem suprimir ou aumentar certas frequências de luz”, diz Tuovinen, “então a configuração poderia ser potencialmente usada como um interruptor ou amplificador em eletrônica molecular”.

A bomba quântica molecular

Os pesquisadores se referem ao ambiente estudado como uma espécie de bomba quântica molecular.

“Da mesma forma que a eficiência do famoso parafuso de Arquimedes depende do ângulo de inclinação e do passo espiral, a eficiência das bombas quânticas moleculares depende da magnitude e da diferença de fase das tensões de acionamento”, explica Tuovinen.

O estudo foi publicado em Letras Nano em 10 de julho de 2024.