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Imagen topográfica de microscopia de efecto túnel (STM) de moléculas de
ftalocianina de cobre y átomos de litio co-depositados en una superficie
de plata./ R. Robles
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Un estudio internacional en el que ha participado el Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado modificar de forma
selectiva el comportamiento electrónico y magnético de un compuesto
organometálico mediante la adición intencionada de impurezas
específicas, en este caso de átomos de litio. Este proceso, conocido
como dopaje, ha sido aplicado en ftalocianinas metálicas. Los resultados
del estudio han sido publicados en Nature Materials.
“El dopaje es un proceso fundamental en la elaboración de dispositivos
semiconductores que puede llegar a ser muy útil en el desarrollo de
materiales para nuevos tipos de dispositivos electrónicos. En el campo
de los materiales inorgánicos, como los semiconductores tradicionales,
ha sido ampliamente estudiado, pero aún sabemos muy poco del dopaje de
materiales orgánicos. Este hecho ha limitado el desarrollo de nuevos
tipos de materiales para la electrónica orgánica del futuro, como por
ejemplo los superconductores orgánicos, que prometen unas funciones
singulares y características mejoradas”, explica el investigador del
CSIC Roberto Robles.
Robles trabaja en el Centro de Investigación en Nanociencia y
Nanotecnología, centro mixto del CSIC, la Fundación Privada Instituto
Catalán de Nanotecnología, la Generalitat de Cataluña y la Universidad
Autónoma de Barcelona.
Átomos dopantes
El estudio ha empleado como modelo un tipo de compuesto organometálico
conocido como ftalocianinas metálicas. Estos componentes tienen una
estructura simétrica compuesta por ocho anillos que rodean un núcleo
atómico metálico y con diferentes espacios donde pueden insertarse los
átomos dopantes.
Mediante cálculos electrónicos, los investigadores identificaron en las
moléculas de ftalocianina los espacios preferidos por los átomos de
litio y determinaron sus estados de carga y espín. De esta forma
demostraron que, en función del lugar donde se coloque el átomo de
litio, el electrón se dirige al ion metálico o a la parte orgánica del
compuesto.
De forma complementaria añadimos que, para evaluar el comportamiento
funcional de los semiconductores, y en particular la resistencia de los
materiales organometálicos bajo condiciones de servicio, se utilizan las
cámaras climáticas de laboratorio, capaces de simular cualquier
condición ambiental tanto natural como artificial.
Fuente: CSIC 26/03/2013
Cornelius Krull, Roberto Robles, Aitor Mugarza & Pietro Gambardella.
Site- and orbital-dependent charge donation and spin manipulation in
electron-doped metal phthalocyanines. Nature Materials 12, 337-343
(2013). DOI: 10.1038/nmat3547
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