Incidencia del flujo de corriente sobre las fuerzas interatómicas en dispositivos nanoelectrónicos

CHRISTIAN F. A. NEGRE; CRISTIÁN G. SÁNCHEZ

Sálta Capital, Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisico- química y Química Inorgánica; 2009

Universidad Nacional de Sálta

El éxito de la aplicación de moléculas orgánicas como futuros  componentes electrónicos requiere de la solución de una serie de problemas  fundamentales. Uno de ellos es asegurar la estabilidad de los dispositivos por tiempos que  hagan práctica su aplicación. Los dispositivos moleculares que se estudian en este  momento sólo son capaces de resistir la acción de la corriente por períodos muy cortos  de tiempo. Las  fuerzas inducidas por el pasaje de corriente y el calentamiento  ocasionado por ladisipación de la energía en movimiento nuclear son las causas fundamentales deesta baja estabilidad. Este calentamiento puede ser fatal aún para los dispositivos de baja conductancia. El papel que juegan las fuerzas inducidas por la corriente en la estabilidad no está del todo claro. A pesar de que la mayoría de los autores consideran que estas fuerzas son muy pequeñas y por lo tanto sus efectos pueden ser despreciados existen evidencias claras de efectos significativos en algunos sistemas. Por ejemplo, en la inducción de movimientos atómicos sobre una superficie metálica utilizando el microscopio de efecto túnel donde se observan claras asimetrías de acuerdo a la dirección del paso de corriente que no pueden ser explicadas por los mecanismos electrostáticos usuales debido a la pequeñas diferencia de potencial aplicada. Diversos estudios teóricos han sido llevados a cabo para situaciones en donde existe una gran diferencia de potencial. Cuando la diferencia de potencial aplicada es baja los efectos de la corriente túnel y el mecanismo por el cual actúan las fuerzas resultan más sutiles, debido a que dichos efectos se deben principalmente a un rearreglo de cargas inducido por la corriente. Aquí se pretende emplearformalismos de la mecánica cuántica de no equilibrio para poner en evidencia el efecto de la corriente sobre las fuerzas interatómicas en nano hilos de Au a bajas diferenciasde potencial. En el presente trabajo se estudia la influencia de la corriente túnel sobre las fuerzas interatómicas en sistemas metálicos. Para ello se emplea un modelo sencillo formado por un átomo central unido a dos nanocontactos entre los cuales se establece una diferencia de potencial. La estructura electrónica del sistema es descripta empleando el formalismo de las funciones de Green de no equilibrio. El Hamiltoniano del sistema contacto-átomo-contacto se representa por medio de un modelo de tight-binding autoconsitente. Aquí se calculan las fuerzas y curvas de energía potencial en función de la posición del átomo central. La predicción más importante de este trabajo es que la corriente ocasiona un flujo de tomos entre los contactos cuyo sentido depende de la naturaleza química de los mismos.