La nanotechnologie permet en permanence de nouveaux records en matière de miniaturisation. Réduction de la dimension des composants électroniques, cependant, a des limites physiques qui seront bientôt atteintes. De nouveaux matériaux et composants sont nécessaires. C'est là qu'intervient l'électronique moléculaire. Les scientifiques du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ont maintenant réussi à développer un interrupteur à bascule moléculaire qui ne reste pas seulement dans la position sélectionnée, mais peut également être retourné aussi souvent que vous le souhaitez. Ceci est rapporté dans Communication Nature .

« En remplaçant les composants conventionnels à base de silicium, par exemple. un interrupteur, par des molécules individuelles, les futurs circuits électroniques pourraient être intégrés sur un espace plus petit d'un facteur 100, ", déclare Lukas Gerhard de l'Institut de nanotechnologie de KIT.

La structure de base du commutateur électromécanique est constituée de quelques atomes de carbone. Trois atomes de soufre forment les pieds qui sont fixés à une surface d'or lisse. Le levier à bascule se termine par un groupe nitrile avec un atome d'azote. Il est inversé lorsque la tension est appliquée. Le champ électrique résultant exerce une force sur la charge de l'atome d'azote. De cette façon, contact avec une seconde électrode (ici, la pointe dorée d'un microscope à effet tunnel) est établie.

L'interrupteur complet ne mesure pas plus d'un nanomètre. A titre de comparaison :Les plus petites structures utilisées dans la technologie des semi-conducteurs ont une dimension de 10 nm. "L'électronique moléculaire, Par conséquent, serait un grand progrès, " dit Gerhard.

Il n'y a pas que la taille de l'interrupteur qui est remarquable, mais le fait que cela fonctionne de manière fiable et prévisible. Cela signifie que son fonctionnement conduit toujours à un état de commutation. Le contact est soit ouvert, soit fermé. Jusque là, la mise en œuvre de ce principe a souvent échoué en raison d'une contrôlabilité insuffisante de la mise en contact électrique des molécules individuelles. Pour la première fois, Les chercheurs du KIT ont maintenant réussi à ouvrir et fermer un tel contact entre une molécule et une pointe d'or électriquement et mécaniquement aussi souvent que souhaité, sans provoquer de déformation plastique.

De l'avis de Gerhard, les progrès de la chimie de synthèse ont permis de mettre à disposition une grande variété de milliards de blocs de construction moléculaires de conception atomique identique. « Leur interconnexion, cependant, exige qu'ils soient touchés sans être endommagés. » Une telle méthode douce a maintenant été trouvée et Gerhard considère que c'est la nouveauté décisive.