Une image des commutateurs moléculaires intelligents vus avec un microscope à effet tunnel. Chaque carré lumineux est un seul interrupteur. (Version épurée) Crédit :Dr Kunal Mali, KU Leuven
Les disques durs des ordinateurs du futur pourraient être constitués de molécules intelligentes.
Les chercheurs ont découvert un « commutateur » à molécule unique qui peut agir comme un transistor et offre la possibilité de stocker des informations binaires, telles que les 1 et les 0 utilisés dans l'informatique classique.
La molécule mesure environ cinq nanomètres carrés. Cela signifie que plus d'un milliard d'entre eux s'adapteraient à la section transversale d'un cheveu humain.
L'équipe internationale de scientifiques à l'origine de cette percée pense que des molécules comme celles qu'ils ont découvertes pourraient offrir une densité d'informations d'environ 250 térabits par pouce carré, soit environ 100 fois la densité de stockage des disques durs actuels.
Bien que les chercheurs ne s'attendent pas à ce que les molécules particulières qu'ils ont découvertes soient utilisées dans de vrais disques durs, l'étude est une preuve de concept importante qui nous rapproche du nouveau monde courageux de la véritable électronique moléculaire.
Dans l'étude, les molécules d'un sel organique peuvent être commutées à l'aide d'une petite entrée électrique pour apparaître soit lumineuses soit sombres, fournissant des informations binaires. Surtout, cette information peut être écrite, lu et effacé, à température ambiante et à des pressions atmosphériques normales. Ce sont des caractéristiques importantes pour l'application pratique des molécules dans les dispositifs de stockage informatique. La plupart des recherches antérieures sur l'électronique moléculaire pour des applications similaires ont été menées sous vide et à très basse température.
Une image des commutateurs moléculaires intelligents vus avec un microscope à effet tunnel. Chaque carré lumineux est un seul commutateur (Version balisée montrant comment les carrés clairs et foncés peuvent être utilisés pour fournir des informations binaires) Crédit :Dr Kunal Mali, KU Leuven
Dr Stijn Mertens, Maître de conférences en science des surfaces électrochimiques à l'Université de Lancaster et chercheur principal de l'étude, a déclaré:"Il existe une liste complète de propriétés qu'une molécule doit posséder pour être utile en tant que mémoire moléculaire. En plus d'être commutable dans les deux sens dans des conditions ambiantes, il doit être stable pendant longtemps à l'état clair et sombre, et forment aussi spontanément des couches hautement ordonnées qui n'ont qu'une molécule d'épaisseur, dans un processus appelé auto-assemblage. Le nôtre est le premier exemple qui combine toutes ces caractéristiques dans la même molécule."
Dans des expériences de laboratoire, l'équipe de recherche a utilisé de petites impulsions électriques dans un microscope à effet tunnel pour faire passer les molécules individuelles du clair au foncé. Ils ont également pu lire et effacer les informations par la suite, en appuyant sur un bouton.
La structure du commutateur moléculaire. Crédit :Dr Kunal Mali, KU Leuven
Lors de la commutation, l'impulsion électrique change la façon dont le cation et l'anion dans le sel organique sont empilés ensemble, et cet empilement fait apparaître la molécule brillante ou sombre. Outre la commutation elle-même, aussi l'ordre spontané des molécules est crucial :par auto-assemblage, ils se frayent un chemin dans une structure hautement ordonnée (un cristal bidimensionnel), sans avoir besoin d'outils de fabrication coûteux comme c'est le cas dans l'électronique actuellement utilisée.
"Parce que la chimie nous permet de fabriquer des molécules aux fonctions sophistiquées en nombre énorme et avec une précision atomique, l'électronique moléculaire pourrait avoir un très bel avenir, " dit le Dr Mertens.
