Un estudi internacional en què ha participat el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha aconseguit modificar de forma selectiva el comportament electrònic i magnètic d'un compost organometàl·lic mitjançant l'addició intencionada d'impureses específiques, en aquest cas d'àtoms de liti. Aquest procés, conegut com dopatge, ha estat aplicat en ftalocianines metàl·liques. Els resultats de l'estudi han estat publicats a Nature Materials.
"El dopatge és un procés fonamental en l'elaboració de dispositius semiconductors que pot arribar a ser molt útil en el desenvolupament de materials per a nous tipus de dispositius electrònics. En el camp dels materials inorgànics, com els semiconductors tradicionals, ha estat àmpliament estudiat, però encara sabem molt poc del dopatge de materials orgànics. Aquest fet ha limitat el desenvolupament de nous tipus de materials per a l'electrònica orgànica del futur, com ara els superconductors orgànics, que prometen unes funcions singulars i característiques millorades ", explica l'investigador del CSIC Roberto Robles.
Robles treballa al Centre d'Investigació en Nanociència i Nanotecnologia, centre mixt del CSIC, la Fundació Privada Institut Català de Nanotecnologia, la Generalitat de Catalunya i la Universitat Autònoma de Barcelona.
Àtoms dopants
L'estudi ha emprat com a model un tipus de compost organometàl·lic conegut com ftalocianines metàl·liques. Aquests components tenen una estructura simètrica composta per vuit anells que envolten un nucli atòmic metàl·lic i amb diferents espais on poden inserir els àtoms dopants.
Mitjançant càlculs electrònics, els investigadors van identificar a les molècules de ftalocianina dels espais preferits pels àtoms de liti i determinar els seus estats de càrrega i espín. D'aquesta manera van demostrar que, en funció del lloc on es col·loqui l'àtom de liti, l'electró es dirigeix al ió metàl·lic o la part orgànica del compost.
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