Une molécule nouvellement synthétisée révèle des propriétés électroniques exceptionnelles. Les résultats de cette étude menée par des chercheurs de l'Université catholique de Louvain (Belgique) et de l'Université de Stanford en Californie sont publiés dans Communication Nature .
Dans le domaine de l'électronique, la quête permanente de miniaturisation nous pousse vers la création d'appareils de plus en plus petits et performants. Cependant, le silicium - composant de base de la plupart de ces appareils qui a provoqué une véritable révolution dans l'électronique - , commence à dévoiler ses limites physiques. Plus le système de silicium est petit, plus il devient difficile de contrôler son retour. Le point a été atteint où les scientifiques ont commencé à chercher des matériaux alternatifs, mieux adapté aux formats miniaturisés.
Une des alternatives pour apporter une réponse à ce défi, sont l'électronique moléculaire. Quelque part entre la chimie, électronique et science des matériaux, ce domaine de recherche vise à utiliser des molécules – plus particulièrement des molécules organiques – ayant des caractéristiques électroniques particulières. En tant que tel, une seule molécule pourrait représenter un composant électronique tel qu'un transistor ou une diode. Développé à l'Université catholique de Louvain (UCL, La Belgique), ce nouveau type d'électronique nécessite la synthèse de nouvelles molécules ou d'assemblages hybrides aux propriétés nouvelles ou améliorées.
En collaboration avec l'Université de Stanford en Californie, deux équipes de recherche de l'UCL ont réussi à étudier et à comprendre les caractéristiques électroniques d'une molécule nouvellement synthétisée, composé de deux formes de carbone :un fullerène (C60) et un nano-agrégat de diamant. Cette étude, Publié dans Communication Nature , révèle des propriétés électroniques exceptionnelles pour cette molécule, étant donné qu'il conduit l'énergie électrique dans une direction mais pas dans le sens opposé. Il se comporte en d'autres termes comme une diode, mais à l'échelle d'une molécule, avec seulement quelques nanomètres. Ces mesures, réalisée avec la participation du Professeur Sorin Melinte (ICTM, UCL) est devenu possible grâce à une technique de manipulation atomique qui est pratiquement le domaine de compétence exclusif mondial des chercheurs de Stanford. Ceci est rendu possible grâce à un microscope à effet tunnel permettant de conduire l'énergie électrique à travers une seule molécule.
Après la découverte des propriétés électroniques particulièrement prometteuses de cette molécule, les équipes des Professeurs Jean-Christophe Charlier (IMCN, UCL) et Sorin Melinte, modélisé ces propriétés afin de comprendre pourquoi l'énergie électrique passait dans un sens mais pas dans le sens opposé de cette molécule. Techniques de simulation numérique basées sur la mécanique quantique, permis de comprendre ce phénomène d'un point de vue théorique. Après avoir été élaboré par le docteur Andres Botello-Mendez, responsable de la recherche FNRS, cette modélisation peut être utilisée dès maintenant pour prédire le comportement électronique d'autres molécules de ce type.
Les perspectives à long terme de ces découvertes offrent non seulement de nouvelles opportunités de miniaturisation pour les futurs ordinateurs, tablettes et autres appareils électroniques, mais aussi pour les appareils « verts » à base de molécules organiques.
