Découverte en nanoélectronique organique

Grâce au cristal métallique, des chercheurs organisent la matière organique et surmontent un obstacle important

Bien qu’elle ait permis de révolutionner un large éventail de produits de haute technologie, dont les afficheurs informatiques et les cellules solaires, la matière organique ne possède pas la même composition chimique ordonnée que la matière inorganique, ce qui empêche les scientifiques de tirer profit de toute sa potentialité. Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par les professeurs Dmitrii Perepichka, de l’Université McGill, et Federico Rosei, de l’INRS (Institut national de la recherche scientifique), vient de publier une recherche décrivant comment résoudre ce problème, lequel hante les chercheurs depuis quelques décennies. L’équipe est parvenue à trouver un moyen d’ordonner les molécules dans du PEDOT, le polymère conducteur le plus important dans l’industrie.

Le professeur Perepichka a souligné que les résultats de cette recherche ne sont pas directement applicables aux produits actuellement commercialisés, tout en précisant qu’il serait déjà possible d’en trouver un usage dans le secteur des puces informatiques. « On sait que le nombre de transistors dans un ordinateur double tous les deux ans », a?t?il indiqué, « mais nous atteignons maintenant les limites physiques. En remplaçant les semiconducteurs de silicium par de la matière organique, nous pourrions un jour fabriquer des transistors dix fois plus petits que ceux utilisés à l’heure actuelle ». Les puces auraient ainsi l’épaisseur d’une seule molécule!

La technique employée est étonnamment simple. L’équipe a utilisé une matière inorganique, du cristal de cuivre, comme matrice. En y déposant des molécules, le cristal provoque une réaction chimique et crée un polymère conducteur. Grâce au microscope-sonde à balayage, qui permet de scruter les surfaces avec une résolution à l’échelle atomique, les chercheurs ont découvert que le polymère avait imité l’ordre du cristal en surface. Pour le moment toutefois, l’équipe n’a pu obtenir de réaction que dans une seule dimension, soit une chaîne ou ligne de molécules. La prochaine étape consistera à ajouter une deuxième dimension en vue de créer des feuilles continues (« graphite organique ») ou circuits électroniques.

Le professeur Perepichka est affilié au Département de chimie de l’Université McGill, alors que le professeur Rosei est affilié au Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS, un des établissements du réseau de l’Université du Québec. Leur recherche a été publiée en ligne par les Proceedings of the National Academy of Sciences et a été financée par le Conseil national de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le Bureau de la Force aérienne de recherche scientifique et le Bureau asiatique de recherche aérospatiale et développement des États-Unis, le Fonds de recherche sur le pétrole de la Société américaine de chimie, le Fonds québécois de recherche sur la nature et les technologies et le ministère du Développement économique, de l’Innovation et de l’Exportation du Québec.

Image montrant les polymères créés à une résolution de cinq nanomètres (en comparaison, le cheveu humain a une largeur moyenne de 80 000 nanomètres) Source : Département de chimie, Université McGill

Internet :

Laboratoire du professeur Pereprichka à McGill : http://perepichka-group.mcgill.ca/

Source: Université McGill