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L'élaboration de nouveaux dispositifs optoélectroniques produisant de la lumière tels que des diodes électroluminescentes nanométriques à base de matériaux organiques (nanofils) constitue encore un formidable challenge pour le développement de l'électronique du futur. Dans ce contexte, des équipes de l'Institut parisien de chimie moléculaire (CNRS/UPMC) et de l'Institut de physique et chimie de Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg) viennent de synthétiser de nouveaux nanofils moléculaires présentant des raies d'émission lumineuse très intenses, étroites, et à une longueur d'onde unique. Ces résultats sont parus dans la revue Nano Letters.
Vue artistique de nanofils moléculaires uniques incorporant différents chromophores de porphyrine suspendus entre deux électrodes et émettant à différentes longueurs d'onde. Illustration: CNRS
Dans le but d'une ultime miniaturisation des composants electroniques entrant par exemple dans la conception des futurs écrans de nos appareils 'high-tech' (televisions, smartphones, tablettes,...), le développement de nouvelles sources de lumière de taille nanométrique à base de matériaux organiques (nanofils) avec une longueur d'onde d'émission contrôlée est essentiel.
Poursuivant cet objectif, des équipes de chimistes et de physiciens de l'Institut parisien de chimie moléculaire et de l'Institut de physique et chimie de Strasbourg sont parvenus à synthétiser, dans l'enceinte d'un microscope à effet tunnel, différents nanofils (macro)moléculaires incorporant des molécules luminescentes à base de dérivés de porphyrine, spécialement élaborés pour présenter des longueurs d'ondes d'émission différentes. Ces nanofils ont ensuite été suspendus entre la pointe du microscope et la surface d'or de manière à former un nano-composant optoélectronique dont l'élément actif est une molécule unique. Un courant électrique a enfin été appliqué entre la pointe et la surface métallique servant d'électrodes, afin d'exciter la luminescence des molécules de porphyrine.
Ces dispositifs électroluminescents présentent des raies d'émission lumineuse très intenses, étroites, et à une longueur d'onde unique qui dépend directement de la porphyrine choisie, ce qui les rend particulièrement attractifs pour le développement futur d'une nouvelle génération de composants électroniques.
Référence:
M. C. Chong, L. Sosa-Vargas, H. Bulou, A. Boeglin, F. Scheurer, F. Mathevet & G. Schull
Ordinary and hot electroluminescence from single-molecule devices: Controlling the emission color by chemical engineering
Nano Lett. 21 septembre 2016
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b02997
Contacts chercheurs:
Fabrice Mathevet, Institut parisien de chimie moléculaire
Guillaume Schull, Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg
Contacts institut:
Christophe Cartier dit Moulin, Stéphanie Younes