Électrodes Nanogap, essentiellement des paires d'électrodes avec un espace de taille nanométrique entre elles, attirent l'attention comme des échafaudages pour étudier, sens, ou exploiter des molécules, les plus petites structures stables trouvées dans la nature. Jusque là, ceci a été réalisé en utilisant les méthodes courantes de jonctions à coupure à commande mécanique, jonctions de rupture basées sur la microscopie à effet tunnel, ou des jonctions de rupture électromigrées. Ces techniques, cependant, ne sont pas utiles pour les applications en raison de leur manque d'évolutivité. Une équipe de la TU Delft en collaboration avec des chercheurs du KTH Royal Institute of Technology en Suède a maintenant développé une nouvelle façon de fabriquer des jonctions moléculaires.

Les chercheurs ont commencé par déposer une fine couche de nitrure de titane fragile (TiN) sur une plaquette de silicium (voir figure). Après, de petits fils d'or pourraient être déposés sur le TiN fragile. Les chercheurs ont observé que le film TiN est soumis à une contrainte de traction résiduelle élevée en raison du processus de fabrication. Par conséquent, lors du détachement de la couche de nitrure de titane de son substrat sous-jacent via un procédé appelé gravure de libération, de minuscules fissures se forment pour libérer la tension - semblables aux fissures qui se forment parfois dans le vitrage de la poterie.

Ce processus de craquage est la clé de la nouvelle méthode de fabrication des jonctions. Les fils d'or qui traversent les fissures sont étirés et finissent par se rompre. Les lacunes dans les fils d'or qui apparaissent ainsi sont aussi petites qu'une seule molécule. En outre, les dimensions de ces jonctions peuvent être contrôlées en contrôlant la déformation dans TiN en utilisant la technologie classique de microfabrication. Par ailleurs, les chercheurs ont réussi à lier des molécules uniques aux fils d'or écartés pour mesurer leur conductance électrique.

Cette nouvelle technologie pourrait être utilisée pour produire des jonctions moléculaires de manière évolutive, permettant ainsi à des millions d'entre elles d'être fabriquées en parallèle. La méthodologie peut également être étendue à d'autres classes de matériaux en remplaçant l'or par n'importe quel matériau d'électrode qui présente un intérêt électrique, chimique, et propriétés plasmoniques pour des applications en électronique moléculaire et spintronique, nanoplasmonique, et la biodétection.