Een nieuw gesynthetiseerd molecuul onthult uitzonderlijke elektronische eigenschappen. De resultaten van deze studie onder leiding van onderzoekers van de Université catholique de Louvain (België) en van de Stanford University California zijn gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Op het gebied van elektronica, de voortdurende zoektocht naar miniaturisatie duwt ons naar het creëren van apparaten die steeds kleiner en efficiënter worden. Echter, silicium - de basiscomponent voor de meeste van deze apparaten die een ware revolutie in de elektronica veroorzaakten -, begint zijn fysieke grenzen te onthullen. Hoe kleiner het siliciumsysteem, hoe moeilijker het wordt om zijn terugkeer te beheersen. Het punt is bereikt waarop wetenschappers op zoek zijn gegaan naar alternatieve materialen, beter geschikt voor de geminiaturiseerde formaten.

Een van de alternatieven om een ​​antwoord te bieden op deze uitdaging, zijn de moleculaire elektronica. Ergens tussen chemie, elektronica en materiaalkunde, dit onderzoeksdomein beoogt het gebruik van moleculen – meer bepaald organische moleculen – met bepaalde elektronische eigenschappen. Als zodanig, een enkel molecuul kan een elektronische component vertegenwoordigen, zoals een transistor of een diode. Ontwikkeld aan de Université catholique de Louvain (UCL, België), dit nieuwe type elektronica vereist de synthese van nieuwe moleculen of hybride assemblages tot nieuwe of verbeterde eigenschappen.

In samenwerking met de Stanford Universiteit van Californië, twee UCL-onderzoeksteams zijn erin geslaagd de elektronische kenmerken van een nieuw gesynthetiseerd molecuul te bestuderen en te begrijpen, samengesteld uit twee vormen van koolstof:een fullereen (C60) en een nano-aggregaat van diamant. Deze studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , onthult uitzonderlijke elektronische eigenschappen voor dit molecuul, gegeven het geleidt elektrische stroom in de ene richting, maar niet in de tegenovergestelde zin. Het gedraagt ​​zich met andere woorden als een diode, maar op de schaal van een molecuul, met slechts enkele nanometers. Deze maatregelen, uitgevoerd met medewerking van Professor Sorin Melinte (ICTM, UCL) werd mogelijk dankzij een atomaire manipulatietechniek die vrijwel wereldwijd het exclusieve bevoegdheidsgebied is van de Stanford-onderzoekers. Dit wordt mogelijk gemaakt door middel van een scanning tunneling microscoop die het mogelijk maakt om elektrische stroom door één enkel molecuul te geleiden.

Na de ontdekking van de bijzonder veelbelovende elektronische eigenschappen van dit molecuul, de teams van professoren Jean-Christophe Charlier (IMCN, UCL) en Sorin Melinte, gemodelleerd deze eigenschappen om te begrijpen waarom elektrische stroom in de ene zin maar niet in de tegenovergestelde zin van dit molecuul overging. Digitale simulatietechnieken gebaseerd op kwantummechanica, maakte het mogelijk om dit fenomeen vanuit een theoretisch oogpunt te begrijpen. Na te zijn uitgewerkt door dokter Andres Botello-Mendez, verantwoordelijk voor FNRS-onderzoek, deze modellering kan vanaf nu gebruikt worden om het elektronische gedrag van andere moleculen van dit type te voorspellen.

De langetermijnperspectieven van deze ontdekkingen bieden niet alleen nieuwe miniaturisatiemogelijkheden voor toekomstige computers, tablets en andere elektronische apparaten, maar ook voor "groene" apparaten op basis van organische moleculen.