Dispositif d'effet tunnel résonant basé sur une seule molécule :initialement à partir de zéro, le courant augmente avec la tension. Cependant, pour des tensions plus élevées, le courant diminue, montrant ainsi une résistance différentielle négative. La ligne rouge tracée calculée est en bon accord avec les données. Crédit :Recherche Fondamentale sur la Matière (FOM)
Des chercheurs de l'Université de technologie de Delft, L'Université de Groningue et la Fondation FOM ont conçu une molécule unique qui peut servir de bloc de construction utile dans des circuits de taille nanométrique. Ils ont découvert que la molécule fonctionne comme un dispositif à effet tunnel résonnant, un composant essentiel dans les téléphones mobiles et le WiFi. Dans la technologie conventionnelle des semi-conducteurs, ces dispositifs ont une conception compliquée constituée de plusieurs couches de matériaux différents. C'est la première fois qu'un tel dispositif est réalisé à la plus petite échelle imaginable, offrant ainsi une option intéressante dans le cadre de la poursuite de la réduction d'échelle des composants électroniques par l'industrie conventionnelle. Les résultats sont publiés en ligne cette semaine dans Nature Nanotechnologie .
Electronique moléculaire
Les molécules ont une taille typique de quelques nanomètres, ce qui en fait la limite ultime pour la réduction de la taille des composants électroniques actuels, comme les diodes, transistor, et ce que l'on appelle les dispositifs de tunnel résonant. Electronique radiofréquence, comme par exemple utilisé dans les téléphones mobiles et WiFi, s'appuyer sur l'utilisation de dispositifs à effet tunnel résonnant. Ces appareils présentent une conductance différentielle négative, ce qui signifie qu'une augmentation de la tension aux bornes de l'appareil entraîne une diminuer en courant électrique à travers elle. Cet effet peut être utilisé pour amplifier des signaux électriques.
Tirant
La conductance différentielle négative mesurée dans la molécule unique considérée par les équipes de recherche de Delft et Groningen, était très important et accordable en manipulant mécaniquement la molécule. Le degré de courbure de la molécule pourrait être modifié en tirant dessus en ajustant la distance entre les électrodes auxquelles la molécule est attachée (voir fichier GIF).
Règles de conception
Le piégeage d'une molécule entre deux électrodes d'or :En mesurant en même temps le courant traversant la molécule, une résistance différentielle négative apparaît. La structure moléculaire est calculée à chaque étape en fonction des forces entre les atomes.
De ces observations, de nouvelles règles de conception ont été dérivées pour la mise en œuvre de fonctionnalités électroniques complexes dans des molécules uniques. Par conséquent, les chercheurs ont pu démontrer le plus petit dispositif à effet tunnel résonant connu avec une conductance différentielle négative prononcée. De plus, les résultats ouvrent la voie à la conception d'un redresseur à molécule unique efficace (qui convertit le courant alternatif en courant continu). Il peut être construit sur la base du même principe de tunnel résonant.
Cette recherche a été réalisée avec le soutien financier de la Fondation FOM, NWO/OCW, et le programme-cadre européen du 7e PC.
