Une équipe de chercheurs a démontré pour la première fois un électret à molécule unique, un dispositif qui pourrait être l'une des clés des ordinateurs moléculaires.

Les petits appareils électroniques sont essentiels au développement d'ordinateurs et d'autres appareils plus avancés. Cela a conduit à une poussée dans le domaine pour trouver un moyen de remplacer les puces de silicium par des molécules, un effort qui comprend la création d'électret à molécule unique, un dispositif de commutation qui pourrait servir de plate-forme pour des dispositifs de stockage non volatils extrêmement petits. Parce qu'il semblait qu'un tel appareil serait si instable, cependant, beaucoup dans le domaine se sont demandé si l'on pourrait jamais exister.

Avec des collègues de l'Université de Nanjing, Université Renmin, Université de Xiamen, et l'Institut polytechnique Rensselaer, Marc Reed, le professeur Harold Hodgkinson de génie électrique et de physique appliquée a démontré un électret à molécule unique avec une mémoire fonctionnelle. Les résultats ont été publiés le 12 octobre dans Nature Nanotechnologie .

La plupart des électrets sont constitués de matériaux piézoélectriques, tels que ceux qui produisent le son dans les haut-parleurs. Dans un électret, tous les dipôles — paires de charges électriques opposées — s'alignent spontanément dans la même direction. En appliquant un champ électrique, leurs directions peuvent être inversées.

"La question a toujours été de savoir à quel point vous pouviez fabriquer ces électrets, qui sont essentiellement des dispositifs de stockage de mémoire, " dit Reed.

Les chercheurs ont inséré un atome de Gadolinium (Gd) à l'intérieur d'un buckyball en carbone, une molécule à 32 côtés, également connu sous le nom de buckminsterfullerene. Lorsque les chercheurs ont mis cette construction (Gd@C82) dans une structure de type transistor, ils ont observé le transport d'un seul électron et l'ont utilisé pour comprendre ses états d'énergie. Cependant, la véritable percée était qu'ils ont découvert qu'ils pouvaient utiliser un champ électrique pour faire passer son état énergétique d'un état stable à un autre.

"Ce qui se passe, c'est que cette molécule agit comme si elle avait deux états de polarisation stables, " a déclaré Reed. Il a ajouté que l'équipe a mené une variété d'expériences, mesurer les caractéristiques de transport en appliquant un champ électrique, et basculer les états d'avant en arrière. "Nous avons montré que nous pouvions en faire un souvenir - lisez, écrivez, lire, écrivez, " il a dit.

Reed a souligné que la structure actuelle de l'appareil n'est actuellement pratique pour aucune application, mais prouve que la science sous-jacente est possible.

"L'important, c'est que cela montre que vous pouvez créer dans une molécule deux états qui provoquent la polarisation spontanée et deux états commutables, " at-il dit. " Et cela peut donner aux gens des idées que peut-être vous pouvez réduire la mémoire littéralement au niveau moléculaire unique. Maintenant que nous comprenons que nous pouvons le faire, nous pouvons passer à des choses plus intéressantes avec."