Un fil électrique d'épaisseur atomique

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Des téléphones portables de plus en plus petits avec de plus en plus de fonctionnalités, des ordinateurs ultra-fins... La tendance de cette dernière décennie est à la miniaturisation. Mais jusqu'où pouvons-nous aller ? Pouvons-nous, comme dans les films de science-fiction, munir une micro-puce électronique, assez petite pour être implantée sous la peau, de toute la puissance de calcul d'un ordinateur ? Pour le moment, la réponse est non. Et pour cause : se contenter de réduire la taille de certains composants électroniques, tels que les fils électriques, devient insuffisant quand on souhaite passer a l'échelle nanométrique. Le développement de nouvelles technologies est nécessaire. Une équipe de chercheurs de l'Institut Weizmann (Israël), dirigée par le docteur Oren Tal, vient d'ouvrir la voie à ces technologies du futur en créant un fil électrique épais comme un atome.

Elongation d'une chaîne d'atomes de platine autour d'une molécule de benzène Crédits : Yelin et al (2013)

Des interrupteurs moléculaires

Le docteur Oren Tal n'est pas le premier à s'atteler à la création de composants électroniques à l'échelle nanométrique. Des travaux antérieurs ont notamment démontré la possibilité d'utiliser des molécules organiques pour contrôler le courant électrique. Certaines molécules peuvent ainsi servir d'interrupteurs, de valves, etc. Si ces molécules fournissent une modulation intéressante du courant à l'échelle nanométrique, leur intégration dans un circuit électrique est hélas compliquée. La seule méthode disponible jusqu'à présent : placer la molécule entre deux grosses électrodes. Une méthode non compatible avec la construction de circuits électriques à l'échelle nanométrique ! D'où la nécessité de réaliser des fils électriques d'épaisseur atomique, pouvant être connectés aisément à ces molécules organiques.

Construction d'un fil électrique à l'échelle nanométrique : mode d'emploi

Mais comment construire un tel fil électrique ? Le protocole est en apparence simple, mais d'une réalisation non triviale. Il s'agit de capturer la molécule organique entre deux électrodes de platine, puis de déplacer délicatement ces électrodes pour tirer, un par un, les atomes de platine. Le résultat : une belle chaîne d'atomes de platine, constituant le Graal tant recherché : un fil électrique atomique !

De multiples possibilités d'application pour ce beau fil électrique

Les chercheurs israéliens ont montré que ce procédé pouvait s'appliquer à différentes molécules organiques telles que le benzène, le naphtalène ou encore l'anthracène. Dans toutes ces configurations, la conductance électrique du système molécule organique / chaîne d'atomes de platine restait inchangée après l'ajout de nouveaux atomes de platine. Cela indique que ces fils électriques microscopique peuvent être utilisés pour conduire le courant sur de longues distances.

Un autre point intéressant à signaler est que l'utilisation de différentes molécules organiques permet une modulation du courant électrique non possible à l'échelle macroscopique. Il ne s'agit donc pas seulement de circuits électriques miniaturisés, mais de composants offrant de nouvelles possibilités de contrôle du courant. Il reste à explorer ces nouveaux horizons ! 

Sources :
- "Down to the Wire", Weizmann Wonder Wander - http://wis-wander.weizmann.ac.il/down-to-the-wire#.UkPalLPtq1E
- Yelin T., Vardimon R., Kuritz N., Korytàr R., Bagrets A., Evers F., Kronik L. & Tal O. (2013). Atomically Wired Molecular Junctions : Connecting a Single Organic Molecule by Chains of Metal Atoms. Nano Letters. 1956-1961 : 13(5).

Rédacteurs :
Coralie Ebert, Volontaire internationale chercheuse à l'Institut Weizmann           

Origine :
BE Israël numéro 94 (29/10/2013) - Ambassade de France en Israël / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/74201.htm