Une molécule = un commutateur

26 juin 2018, 15:53
Une molécule = un commutateur
Une molécule = un commutateur

Une équipe internationale de physiciens, réunis sous l'égide de l'université technique de Munich, a réussi à effectuer, grâce à des molécules spéciales, des opérations de commutation entre deux états structurels différents en leur appliquant une tension. Ces « nano-commutateurs » pourraient donner naissance à un nouveau type de composants, fondés sur des molécules organiques et non sur le silicium.

Le développement de nouvelles technologies électroniques est indispensable pour continuer à réduire les dimensions des composants fonctionnels. À Munich, l'équipe de chercheurs a pu y parvenir en utilisant une seule molécule servant de commutateur pour des signaux optiques.


À structures différentes, caractéristiques différentes

Les chercheurs ont commencé par développer une technique permettant d'établir un contact électrique avec une molécule, puis ont commandé cette molécule à l’aide d'un potentiel électrique. À une tension d'environ 1 V, la structure de la molécule se modifie : elle devient plate, conductrice et diffuse la lumière.

Cette modification du comportement optique de la molécule, qui dépend de sa structure, est extrêmement enthousiasmant pour les chercheurs : non seulement il est possible d'observer le phénomène de diffusion de la lumière (effet Raman), mais il est également possible de l'activer et de le désactiver de manière délibérée.
 

Défi technique

Pour créer le commutateur, les chercheurs ont utilisé des molécules synthétisées par les équipes de Bâle et de Karlsruhe. Ces molécules sont liées à une surface métallique. Le contact électrique est assuré par un point constitué d'un fragment de verre recouvert d’un très mince film métallique. Ce fragment de verre sert à la fois de contact électrique et de guide d'ondes optique. Les chercheurs ont ainsi réussi à détecter de minuscules modifications de signaux spectroscopiques en fonction de la tension appliquée.

Il est extrêmement difficile de réaliser un contact électrique à l’aide d’une molécule unique. Le succès des chercheurs a été de conjuguer cette technique avec la spectroscopie d'une seule molécule.


Concurrence

L'un des objectifs de l'électronique moléculaire est de développer de nouveaux composants et de remplacer la technologie au silicium classique par des molécules intégrées et directement contrôlables. Du fait de ses très petites dimensions, ce nano-système est éminemment adapté pour les applications d'opto-électronique où la lumière est commutée à l'aide de signaux électriques.

L’étude a été publiée sur le site de la revue Journal of the American Chemical Society.

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