Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Posté par Michel le Lundi 04/08/2008 à 00:00
Une avancée vers les circuits logiques moléculaires
La première jonction hautement conductrice entre une molécule organique et une électrode de métal vient d'être élaborée par une équipe internationale de physiciens. Ces travaux pourraient conduire au développement de circuits "électroniques moléculaires" plus petits et plus rapides que les transistors et portes logiques conventionnels.


Simulation numérique d'une jonction moléculaire

La plupart des dispositifs électroniques sont réalisés à partir d'une poignée de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) semi-conducteurs, le plus commun étant le silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.). Cependant, certaines molécules organiques telles que l'ADN semblent disposer de propriétés électroniques semblables aux semi-conducteurs traditionnels et des scientifiques pensent que certains types de molécules pourraient être utilisés à la place.

Cependant, il s'avère qu'il est très difficile de connecter une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de...) individuelle à une électrode métallique de façon à ce que les électrons circulent facilement entre les deux. Ces jonctions sont essentielles pour réaliser des circuits réels comme des transistors ou des portes logiques.

Une barrière difficilement franchissable

Les tentatives précédentes ont toutes rencontré le problème de franchissement d'une barrière de potentiel (Le terme barrière de potentiel permet de désigner de façon intuitive les effets cinétiques que subit un objet mécanique de la part des forces...) significative à travers la jonction (La Jonction est un quartier de la ville de Genève (Suisse), son nom familier est "la Jonquille"). Inévitablement la conductivité est faible et les performances des circuits finis s'en ressentent en conséquence.

Une conductibilité (La conductibilité est la propriété des matériaux à propager la chaleur ou l'électricité.) plus élevée serait possible si les électrons pouvaient se déplacer de façon "balistique (La balistique est la science qui a pour objet l'étude du mouvement des projectiles.)" car tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.) rentrant se déplacerait plus ou moins directement à travers la jonction. Ceci se produit dans de nombreux dispositifs à base de nanotubes de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) ou dans des contacts entre atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est...) individuels, mais n'a jamais été réalisé pour des jonctions molécule unique.

Jan van Ruitenbeek de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Leyde aux Pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste...) Bas en collaboration avec des collègues australiens, allemands et espagnols pourrait avoir résolu ce problème. Dans des expériences consistant à relier des molécules de benzène (Le benzène est un hydrocarbure aromatique monocyclique, de formule C6H6, également noté Ph-H, φ-H ou encore Ar-H. Ce composé organique incolore (il a d'ailleurs le même indice de réfraction que...) directement à des électrodes de platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.), ces chercheurs ont constaté que la conductibilité atteignait la valeur maximum possible pour un canal unique d'électrons.

Les physiciens ont montré qu'il était possible d'apparier des électrodes de métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des...), (du platine dans ce cas), "directement" à "l'ossature" de carbone d'une molécule organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) (ici le benzène), permettant ainsi aux électrons de se déplacer plus facilement à travers la jonction. En effet, la conductibilité de la jonction atteint alors la valeur de G0, qui est égale à 2e²/h, où e est la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour...) de l'électron et h est la constante de Planck (En physique, la constante de Planck, notée h, est une constante utilisée pour décrire la taille des quanta. Elle joue un rôle central dans la mécanique quantique et a été nommée d'après le physicien Max Planck.). C'est la conductibilité maximum possible pour un canal d'électron unique, soit environ 7,7. 10^-5 ohms^-1.

Les chercheurs considèrent le benzène comme un "point (Graphie) de départ" pour le développement de telles jonctions moléculaires et pensent étudier bientôt des composés organiques plus complexes. Le benzène est idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la divisibilité pour les entiers....) pour ces premiers travaux parce que c'est un système simple qui peut être facilement étudié en utilisant des techniques comme la spectroscopie vibratoire, la substitution d'isotopes, ou des calculs fonctionnels de densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau...) locale. L'équipe projette également d'étudier des métaux autres que le platine, relativement onéreux, pour généraliser l'emploi de leur technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :).

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: PhysicsWorld
Illustration: J. van Ruitenbeek
 
Archives des News
  Juin 2018
  Mai 2018
  Avril 2018
  Mars 2018
  Toutes les archives

Mardi 19 Juin 2018 à 00:00:06 - Vie et Terre - 1 commentaire
» Lichens: un tapis réfrigérant