Grâce aux MEMS, ou systèmes microélectromécaniques, l'électronique moléculaire dispose de composants adaptés à l'échelle du micron. Des chercheurs du CNRS et de l'université de Bordeaux ont ainsi mis au point une série de détecteurs pour d'infimes variations de
température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...), de
lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) ou encore de composition chimique. Ces travaux, publiés dans Scientific Reports, combinent des couches de molécules déformables et un résonateur. Tout phénomène capable de déformer ces molécules peut ainsi être détecté à l'échelle des MEMS.
Illustration: CNRS
Malgré son essor, l'ingénierie de l'infiniment petit ne dispose pas encore de toutes les versions micro et nanométriques des composants électroniques. Des chercheurs du Centre de
recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) Paul Pascal (Paul Victor Henri Pascal (né à Saint-Pol-sur-Ternoise le 4 juillet 1880, mort...) (CNRS/Université de Bordeaux), de l'
Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de
chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) de la
matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) condensée de Bordeaux (CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) et du Laboratoire de l'intégration du
matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) au système (CNRS/Université de Bordeaux) ont conçu un
détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change...) multifonctionnel à faible coût économique et écologique de production. Il se compose d'un résonateur
électromécanique (L'électromécanique est l'association des technologies de l'électricité et de la mécanique.), recouvert d'une couche de molécules de la famille des SCO: les composés à transition de
spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque...). Leur spin magnétique, une propriété intrinsèque des particules, commute entre deux états selon des stimuli tels que la température, la
pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) ou la lumière. Si le résonateur reste toujours le même, des SCO différents sont choisis en fonction de ce que l'on souhaite détecter.
La modification de l'état magnétique des molécules de SCO par le stimulus déforme cette couche moléculaire, entraînant un changement que le résonateur convertit en un signal électrique. L'
ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) fonctionne comme un détecteur ultrasensible, notamment pour les composés volatils toxiques. Grâce à ces travaux, les MEMS peuvent à présent détecter tout phénomène modifiant le spin d'un SCO. Comme ces systèmes fonctionnalisés à l'échelle moléculaire peuvent adopter deux états différents, ils pourraient aussi offrir un moyen intéressant de stockage de l'information s'ils venaient à être miniaturisés davantage.
Référence publication:
Matias Urdampilleta, Cedric Ayela, Pierre-Henri Ducrot, Daniel Rosario-Amorin, Abhishake Mondal, Mathieu Rouzières, Pierre Dechambenoit, Corine Mathonière, Fabrice Mathieu, Isabelle Dufour et Rodolphe Clérac
Molecule-based microelectromechanical sensors
Scientific Reports – Mai 2018
DOI: 10.1038/s41598-018-26076-2
Contacts chercheurs:
- Matias Urdampilleta, Institut Néel UPR2940
- Rodolphe Clérac, CRPP UMR5031, Université de Bordeaux