Un phénomène d'électroluminescence provoqué par une molécule unique

L'incandescence et la luminescence sont les deux phénomènes principaux à la base de la production de la lumière. Dans l'incandescence, le courant électrique passe dans un conducteur (le filament d'une ampoule par exemple). La résistance au courant dans le conducteur provoque son échauffement et il émet de la lumière. N'importe quelle autre forme de production de lumière sans chaleur est appelée luminescence, parfois désigné sous le nom de lumière froide. Il existe divers types de luminescence: l'électroluminescence, la chimiluminescence, la photoluminescence, etc.

Beaucoup de jouets fonctionnent selon le principe de la photoluminescence: on expose le colorant présent dans le jouet à la lumière ultra violette (lumière noire) et celui-ci émet une lumière dans le domaine visible (verte par exemple) sans s'échauffer. Les bâtons de secours lumineux seraient un exemple de chimiluminescence. Deux produits chimiques contenus dans le bâton sont mélangés lorsqu'on le brise et la réaction chimique produit de la lumière, là encore sans que le bâton ne devienne chaud. L'électroluminescence, quant à elle, est un phénomène où l'énergie d'un champ électrique est convertie en lumière. Les veilleuses de chambres d'enfants, les diodes luminescentes, ou certains afficheurs fonctionnent grâce à ce principe.

Un groupe de recherche de l'Institut Technologique de Géorgie a récemment fait une découverte dans ce domaine. Ils ont produit l'électroluminescence à partir d'une molécule unique d'argent. L'application à un film mince d'oxyde d'argent, qui n'est pas intrinsèquement électroluminescent, d'un courant continu d'approximativement un ampère, a activé certaines des molécules de l'oxyde, qui sont alors apparues dans des régions décolorées du film (image A). Lorsqu'un courant alternatif a ensuite été appliqué au film, une mince ligne de petits amas argentés a commencé à émettre de la lumière colorée qui variait suivant la taille des amas (image B).


En zoomant sur ces taches de lumière (image C), la signature d'une émission de lumière par une molécule unique est apparue. C'est la première observation d'une électroluminescence provoquée par une molécule simple.

Des recherches ultérieures devraient permettre d'aboutir à l'élaboration de petites sources lumineuses pouvant être utilisées sur des puces, de petites mémoires optiques et trouver des applications en informatique quantique et en cryptographie.