Des chercheurs de l'Université de Liverpool et de l'University College London (UCL) ont montré une nouvelle façon d'utiliser une seule molécule comme capteur de champ magnétique.

Dans une étude, Publié dans Nature Nanotechnologie , l'équipe montre comment le magnétisme peut manipuler la façon dont l'électricité circule à travers une seule molécule, une étape clé qui pourrait permettre le développement de capteurs de champ magnétique pour les disques durs qui ne représentent qu'une infime fraction de leur taille actuelle.

Dans les disques durs, des zones magnétisées sur des disques en rotation sont utilisées pour stocker des informations. Lorsque les zones magnétisées passent devant un capteur magnétique, ils déclenchent des fluctuations du courant électrique circulant dans le capteur, permettant la lecture des données. La réduction de ces zones augmente la capacité de stockage d'un disque dur sans l'agrandir, mais nécessite également un capteur plus petit.

Fadi El Hallak, un chercheur de l'UCL qui a conçu l'étude et travaille maintenant pour Seagate Technology, a déclaré:"Faire des capteurs plus petits n'est pas anodin. Il est difficile d'utiliser le magnétisme pour contrôler le courant circulant à travers des objets de la taille d'une seule molécule car la réponse aux changements du champ magnétique est souvent très faible".

Pour contourner ce problème, les chercheurs ont développé une méthode pour amplifier l'effet du magnétisme sur le flux de courant dans le détecteur.

Tunneling mécanique

D'abord, ils ont créé une jonction dans laquelle une seule molécule magnétique était faiblement couplée à deux conducteurs métalliques. Les barrières entre la molécule et les métaux voisins étaient suffisamment hautes pour que la charge électrique dans les métaux ne puisse pas traverser les barrières.

Cependant, une petite fraction des électrons peut effectivement traverser les barrières en subissant un effet tunnel quantique, qui permet à un petit courant de traverser la molécule lorsqu'une tension est appliquée à ses bornes.

Les scientifiques ont configuré la jonction de sorte que la molécule soit beaucoup plus fortement connectée à un plomb métallique qu'à l'autre. L'effet du champ magnétique sur le courant tunnel est alors exploité et grandement amélioré.

Dr Mats Persson, du Département de chimie de l'Université de Liverpool, a déclaré :« Cette recherche démontre un nouveau type de capteur à molécule unique pour les champs magnétiques, ce qui est prometteur pour la création de nouvelles technologies informatiques."