Cela fait près de 50 ans que Gordon Moore a prédit que la densité de transistors sur un circuit intégré doublerait tous les deux ans. La "loi de Moore" s'est avérée être une prophétie auto-réalisatrice que les technologues ont poussé à rencontrer, mais pour continuer dans le futur, les ingénieurs devront apporter des changements radicaux à la structure ou à la composition des circuits. Un moyen potentiel d'y parvenir est de développer des dispositifs basés sur des connexions à une seule molécule.

Nouveaux travaux du groupe de Josh Hihath au département de génie électrique et informatique de l'UC Davis, publié le 16 février dans la revue Matériaux naturels , pourrait aider les technologues à faire ce saut. Le laboratoire de Hihath a développé une méthode pour mesurer la conformation d'une seule molécule "câblage, " Résoudre un conflit entre prédictions théoriques et expérimentations.

"Nous essayons de fabriquer des transistors et des diodes à partir de molécules uniques, et malheureusement, vous ne pouvez actuellement pas contrôler exactement comment la molécule entre en contact avec l'électrode ou quelle est la configuration exacte, " Hihath a dit. " Cette nouvelle technique nous donne une meilleure mesure de la configuration, qui fournira des informations importantes pour la modélisation théorique."

Jusqu'à maintenant, il y a eu un grand écart entre le comportement électrique prédit de molécules individuelles et les mesures expérimentales, avec des résultats allant jusqu'à dix fois, Hihath dit.

L'expérience de Hihath utilise une couche d'alcanes (chaînes courtes d'atomes de carbone, comme l'hexane, octane ou décane) avec des atomes de soufre ou d'azote à chaque extrémité qui leur permettent de se lier à un substrat d'or qui agit comme une électrode. Les chercheurs amènent ensuite la pointe dorée d'un microscope à effet tunnel vers la surface pour former une connexion avec les molécules. Au fur et à mesure que la pointe est retirée, la connexion sera à terme constituée d'une jonction monomoléculaire contenant de six à dix atomes de carbone (selon la molécule étudiée à l'époque).

En faisant vibrer la pointe du STM tout en mesurant le courant électrique à travers la jonction, Hihath et ses collègues ont pu extraire des informations sur la configuration des molécules.

"Cette technique nous donne des informations sur les propriétés électriques et mécaniques du système et nous indique quelle est la configuration la plus probable, quelque chose qui n'était pas possible avant, " Hihath dit.

Les chercheurs espèrent que la technique pourra être utilisée pour faire de meilleures prédictions sur le comportement des circuits à l'échelle moléculaire et concevoir de meilleures expériences.