Les performances de l'électronique moderne augmentent régulièrement et rapidement grâce à la miniaturisation continue des composants utilisés. Cependant, de graves problèmes surviennent en raison de phénomènes de mécanique quantique lorsque les structures conventionnelles sont simplement réduites et atteignent l'échelle nanométrique. Par conséquent, les recherches actuelles se concentrent sur l'approche dite ascendante :l'ingénierie de structures fonctionnelles avec les blocs de construction les plus petits possibles - atomes et molécules uniques.

Pour la première fois, une collaboration de chercheurs à travers l'Europe a maintenant atteint pour étudier le comportement électrique de seulement deux C 60 molécules qui se touchent. La molécule qui a la forme d'un ballon de football a été découverte en 1985 et depuis lors, a attiré l'attention des chercheurs du monde entier en raison de sa chimie unique et de ses applications technologiques potentielles en nanotechnologie, science des matériaux et électronique.

Les conclusions des chercheurs des instituts en Allemagne, La France, L'Espagne et le Danemark ont ​​été publiés dans le dernier numéro du prestigieux magazine Lettres d'examen physique . Un microscope à effet tunnel (STM) a été utilisé pour construire un circuit électrique ultra petit composé de seulement deux C 60 molécules, chacun juste 1 nanomètre de diamètre. Les chercheurs ont d'abord ramassé un seul C 60 molécule avec la pointe STM puis s'est approché d'une seconde molécule avec une précision de quelques trillionièmes de mètres. Au cours de cette approche contrôlée, les physiciens ont pu mesurer le courant électrique qui circule entre les deux molécules. Comprendre ce courant, qui dépend de manière critique de la distance entre les molécules, est important pour l'utilisation des molécules dans l'électronique future.

L'enquête a révélé que le courant électrique ne circule pas facilement entre les deux molécules C60 en contact - la conductance est 100 fois plus petite que pour une seule molécule. Cette découverte est cruciale pour les futurs dispositifs avec des molécules étroitement emballées car elle indique que les courants de fuite entre les circuits voisins seront contrôlables.

Ces résultats expérimentaux sont fortement étayés par des calculs de mécanique quantique qui résultent également d'une mauvaise conductivité électrique entre deux C 60 molécules.

L'extrême précision de manipulation et de contrôle de molécules uniques présentées dans ce travail ouvre une nouvelle voie pour explorer d'autres molécules prometteuses. Une meilleure compréhension du courant électrique à l'échelle nanométrique est une étape essentielle vers une nouvelle nanoélectronique moléculaire.

Plus d'information: PRL 103, 206803 (2009), DOI :10.1103/PhysRevLett.103.206803

Source :Université de Kiel