26/03/2013 - Investigadores del CSIC logran dopar materiales orgánicos con átomos de litio

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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. 

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Referencias

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

Imagen: Fuente CSIC. 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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