Une diode monomoléculaire, la plus petite du monde, a été créée par une équipe de chercheurs de l’Université Ben-Gurion du Néguev et de l’Université de Géorgie. L’étude de l’équipe a été publiée en ligne le 4 avril dans la revue Nature Chemistry.
“La création et la caractérisation de la plus petite diode du monde constituent une étape importante dans le développement des dispositifs électroniques moléculaires”, a déclaré le coauteur principal, le Dr Yoni Dubi, de l’Université Ben-Gurion du Néguev.
“Elle nous donne de nouvelles perspectives sur le mécanisme de transport électronique”.
“Pendant cinq décennies, nous avons pu placer de plus en plus de puissance de calcul sur des puces de plus en plus petites, mais nous sommes en train de repousser les limites physiques du silicium”, a ajouté le coauteur principal, le Dr Bingqian Xu, de l’Université de Géorgie.
“Si les puces à base de silicium deviennent beaucoup plus petites, leurs performances deviendront instables et imprévisibles”.
Pour trouver une solution à ce défi, les scientifiques se sont tournés vers l’ADN.
“La prévisibilité, la diversité et la programmabilité de l’ADN en font un candidat de choix pour la conception de dispositifs électroniques fonctionnels utilisant des molécules uniques”, a déclaré le Dr Xu.
L’équipe a pris une seule molécule d’ADN construite à partir de 11 paires de bases et l’a connectée à un circuit électronique d’une taille de quelques nanomètres seulement.
Lorsqu’ils ont mesuré le courant à travers la molécule, celle-ci n’a montré aucun comportement particulier.
Cependant, lorsque des couches d’une molécule appelée “coralyne” ont été insérées entre les couches d’ADN, le comportement du circuit a radicalement changé.
Le courant a été multiplié par 15 entre les tensions négatives et les tensions positives – une caractéristique nécessaire pour une nanodiode.
“Cette découverte est assez contre-intuitive parce que la structure moléculaire est toujours apparemment symétrique après l’intercalation de la coralyne “, a déclaré le Dr Xu.
Un modèle théorique développé par l’équipe a indiqué que le comportement de l’ADN, semblable à celui d’une diode, provient de la rupture de la symétrie spatiale à l’intérieur de la molécule d’ADN après l’insertion du coralyne, induite par la tension de polarisation.
“Notre découverte peut conduire à des progrès dans la conception et la construction d’éléments électroniques à l’échelle nanométrique qui sont au moins 1 000 fois plus petits que les composants actuels”, a déclaré le Dr Xu.
Les scientifiques prévoient de poursuivre leurs travaux, dans le but de construire des dispositifs moléculaires supplémentaires et d’améliorer les performances de la diode moléculaire.