DS0305 - Nanomatériaux et nanotechnologies pour les produits du futur

Lier des molécules excitées et des nanoparticules ordonnées – LEMON

Résumé de soumission

La conjecture de Gordon Moore prédit le doublement du nombre de transistors dans un microprocesseur environ tous les deux ans à coût constant, ce qui a été vérifié depuis le début des années 60. La course à la miniaturisation fait aujourd'hui face à des limites intrinsèques physiques comme les pertes de courant par conduction tunnel à travers la faible épaisseur de grille ou la limite de miscibilité lorsqu'il s'agit de doper à faible concentration un transistor fait de quelques milliers d'atomes. Remplacer la technologie conventionnelle à base de semi-conducteurs par une molécule unique comme brique élémentaire serait la rupture technologique qui permettrait de poursuivre la route tracée par G. Moore. Il est admis qu'interconnecter des électrodes avec des molécules à l'échelle du nanomètre n'est pas un problème triviale, le principal défi étant d'offrir une technologie versatile et compatible avec l'emploi d'outils de caractérisation multi-échelles.

Le projet LEMON ambitionne sur 36 mois de développer et d'étudier des surfaces nanostructurées combinant un réseau nanométrique de nanoparticules coeur-coquille, plasmonique et ordonnées à grande échelle, avec des molécules organiques liant les nanoparticules (NP) adjacentes. La capacité des NP à croitre sur film d'alumine sur Ni3Al(111), suivant un réseau ordonné à l'échelle macroscopique et la capacité des molécules à s'auto-organiser sur ces nanostructures, permettant la conjugaison de sondes multi-échelles. Les propriétés photoniques des molécules adsorbées sont très fortement modifiées par l'intensité du champ électrique local et la taille des NP, donnant lieu à une richesse de phénomène physique aux paramètres ajustables, comme l’exhaltation des propriétés photo-physiques des molécules due à leur interaction avec les modes plasmon de surface localisés sur et entre les NP, ou le transfert de charge et d'énergie entre les molécules et les NP...

Nous pensons que ce nouveau système constitué d'un assemblage à l’échelle nanométrique d’un réseau de NP ordonnées fonctionnalisées par des molécules organiques accrochées en pont, est une alternative prometteuse pour obtenir les briques élémentaires nécessaires dans le futur pour une électronique dite moléculaire à haute densité d’intégration et faible consommation électrique.

Coordinateur du projet

Monsieur Aimeric Ouvrard (CNRS - DR4 - Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (ISMO))

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

INSP Institut des NanoSciences de Paris (UMR7588)
CEA - Saclay CEA/DSM/IRAMIS/SPEC (URA CNRS 2464)
CNRS - DR4 - Ile de France Sud CNRS - DR4 - Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (ISMO)
CNRS - DR - Alpes Institut Néel (UPR2940)

Aide de l'ANR 237 053 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2016 - 36 Mois

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