Le domaine émergent de l'électronique moléculaire pourrait faire passer notre définition du portable au niveau supérieur, permettant la construction de petits circuits à partir de composants moléculaires. Dans ces appareils hautement efficaces, les molécules individuelles assumeraient les rôles actuellement joués par des fils relativement volumineux, résistances et transistors.

Une équipe de chercheurs de cinq universités japonaises et taïwanaises a identifié un candidat potentiel pour une utilisation en électronique à petite échelle :une molécule appelée picène. Dans un article publié le 16 septembre dans Le Journal de Physique Chimique , des éditions AIP, ils caractérisent les propriétés structurelles et électroniques d'une fine couche de picène sur une surface d'argent, démontrant le potentiel de la molécule pour des applications électroniques.

Molécule sœur du Picène, pentacène, a été largement étudiée en raison de sa mobilité élevée des porteurs - sa capacité à transmettre rapidement des électrons, une propriété critique pour l'électronique à l'échelle nanométrique. Mais le pentacène, composé de cinq molécules de benzène reliées en ligne, se décompose dans des conditions environnementales normales.

Entre picène, dans lequel ces mêmes cinq cycles benzéniques sont à la place liés ensemble en forme de W. Ce simple changement structurel modifie certaines des autres propriétés de la molécule :le picène conserve la mobilité élevée des porteurs du pentacène, mais est plus stable chimiquement et donc mieux adapté aux applications pratiques.

Pour tester les propriétés du picène lorsqu'il est juxtaposé à un métal, comme dans un appareil électronique, les chercheurs ont déposé une seule couche de molécules de picène sur un morceau d'argent. Puis, ils ont utilisé la microscopie à effet tunnel, une technique d'imagerie permettant de visualiser des surfaces au niveau atomique, d'examiner de près l'interface entre le picène et l'argent.

Bien que des études précédentes aient montré une forte interaction entre le pentacène et les surfaces métalliques, "nous avons découvert que le picène en forme de zigzag se trouve essentiellement sur l'argent, " a déclaré Yukio Hasegawa, chercheur à l'Université de Tokyo. Les interactions entre les molécules peuvent altérer leur forme et donc leur comportement, mais la faible connexion du picène à la surface de l'argent a laissé ses propriétés intactes.

"L'interaction faible est avantageuse pour les applications [électroniques] moléculaires car la modification des propriétés du film mince moléculaire par la présence de [l'argent] est négligeable et donc [les] propriétés d'origine de la molécule peuvent être préservées très près de l'interface , ", a déclaré Hasegawa.

Un circuit réussi nécessite une connexion solide entre les composants électroniques - si un fil est effiloché, les électrons ne peuvent pas circuler. Selon Hasegawa, les faibles interactions du picène avec l'argent lui permettent de se déposer directement sur la surface sans couche stabilisante de molécules entre, une qualité qu'il a déclarée "essentielle pour obtenir un contact de haute qualité avec des électrodes métalliques".

Parce que le picène affiche sa grande mobilité de porteur lorsqu'il est exposé à l'oxygène, les chercheurs espèrent étudier ses propriétés sous divers niveaux d'exposition à l'oxygène afin d'élucider un mécanisme moléculaire derrière le comportement.