02/09/2011 - Plus près des ordinateurs de molécules organiques

Menéame

Les scientifiques du CSIC déchiffrent le mécanisme de transport en porphyrines, qui, contrairement à ceux qu’on croyait, ne correspond pas à des sauts mais à travers l’effet tunnel.

Pour l’électronique molécules en particulier et pour la nanotechnologie en général, il est indispensable de savoir comment se comportent les petits matériaux avec lesquels on travaille. C’est pourquoi l’étude des porphyrines, molécules organiques qui apparaissent dans la région centrale des macromolécules telles que la chlorofile et l’hémoglobine, a un atome métallique qui détermine leur fonction. Une molécule vitale pour la nanotechnologie et pour l’avenir des ordinateurs quantiques pour leur excellente capacité à transférer des électrons d’un côté à l’autre.

Jusqu'à présent, on pensait que l’électricité - le transport d’électrons - était produite par l’hopping, un processus de sauts d’une région de la molécule à l’autre. Mais à la surprise des chercheurs du Centre de Recherche sur les Nanomatériaux et les Nanotechnologies (centre mixte entre l’Université d’Oviedo et le Gouvernement de la Principauté des Asturies et associé au CSIC), ce n’est pas le cas dans les Porphyrines.

Afin de résoudre le mécanisme de transport électronique des porphyrines, l’équipe a évalué la variation de sa conductivité électrique en fonction de la distance et de la température, dans des chaînes d’une, deux et trois unités de porphyrine, ancrées à leurs extrémités à des surfaces en or agissant comme des électrodes. Selon les lois qui régissent le transport par hopping, la conductivité des porphyrines augmente avec la température, mais est légèrement réduite avec la distance.

Moins TEMPÉRATURE, plus DISTANCE

Au contraire, l’effet tunnel est basé sur le fait que les électrons ont une certaine probabilité de disparaître d’une électrode et de réapparaître dans l’autre. Cette probabilité dépend du type de molécule entre les électrodes. Dans ce mécanisme, la température peut également augmenter la comportementalité, " car elle augmente la quantité d’électrons disponibles pour être transportés ," explique le responsable du travail, le chercheur Victor Manuel Garcia. Cependant, l’effet de la longueur réduit la conduite exponentielle. Une légère augmentation de la distance diminue considérablement la probabilité des électrons d’apparaître de l’autre côté.

Cn cette découverte, publiée dans le dernier numéro de la revue Nature Nanotechnology, les chercheurs du CSIC se rapprochent davantage de la création d’ordinateurs quantiques basés sur des molécules organiques. Cela est dû au fait que pour la mécanique quantique sur laquelle ces machines sont basées, il est plus commode de transporter des électrons à travers l’effet tunnel. "Ainsi, les électrons conservent leur nature ondulatoire et donc aussi leurs propriétés quantiques," conclut Garcia.

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