Le développement ultérieur des technologies de l'information modernes nécessite des capacités informatiques d'une efficacité accrue à des coûts raisonnables. Autrefois, la densité d'intégration des composants électroniques concernés a été constamment augmentée. Dans la continuité de cette stratégie, les futurs composants devront atteindre la taille de molécules individuelles. Les chercheurs du KIT Center for Functional Nanostructures (CFN) et de l'IPCMS se rapprochent désormais de cet objectif.

Pour la première fois, une équipe de scientifiques du KIT et de l'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS) a aujourd'hui réussi à combiner les concepts d'électronique de spin et d'électronique moléculaire dans un même composant constitué d'une seule molécule. Les composants basés sur ce principe ont un potentiel particulier, car ils permettent la production de capteurs de champ magnétique très petits et très efficaces pour les têtes de lecture dans les disques durs ou pour les mémoires non volatiles afin d'augmenter encore la vitesse de lecture et la densité des données.

L'utilisation de molécules organiques comme composants électroniques fait actuellement l'objet d'études approfondies. La miniaturisation est associée au problème de l'encodage de l'information à l'aide de la charge de l'électron (courant allumé ou éteint). Cependant, cela nécessite une quantité d'énergie relativement élevée. En électronique de spin, l'information est codée dans la rotation intrinsèque de l'électron, le tour. L'avantage est que le spin est maintenu même en coupant l'alimentation en courant, ce qui signifie que le composant peut stocker des informations sans aucune consommation d'énergie.

L'équipe de recherche franco-allemande a désormais combiné ces concepts. La molécule organique H2-phtalocyanine qui est également utilisée comme colorant bleu dans les stylos à bille présente une forte dépendance de sa résistance, s'il est piégé entre spin polarisé, c'est-à-dire des électrodes magnétiques. Cet effet a été observé pour la première fois dans des contacts purement métalliques par Albert Fert et Peter Grünberg. Il est appelé magnétorésistance géante et a été reconnu par le prix Nobel de physique en 2007.

L'effet de magnétorésistance géante sur des molécules uniques a été démontré au KIT dans le cadre d'un projet expérimental et théorique combiné du CFN et d'une école doctorale franco-allemande en coopération avec l'IPCMS, Strasbourg. Les résultats des scientifiques sont maintenant présentés dans la célèbre revue Nature Nanotechnologie .