Approches métamorphiques pour la modulation des propriétés chiroptiques de surfaces – ChiroSwitch

Un grand défi des nanosciences est de transposer les phénomènes de l'échelle moléculaire en propriétés macroscopiques pouvant être appliquées dans les appareils de la vie quotidienne. Une façon de résoudre ce problème est de développer des systèmes moléculaires métamorphiques pour lesquels un stimulus externe déclenche une réorganisation structurelle drastique. En contrôlant l'auto-assemblage supramoléculaire d’unités métamorphiques, il est possible de développer des matériaux stimulables pour lesquels les propriétés macroscopiques peuvent être modulées.
ChiroSwitch fera ainsi le lien entre les propriétés chiroptiques observées en solution pour des commutateurs de luminescence à polarisation circulaire (CPL) et leur utilisation dans des prototypes de dispositifs. Bien qu'il s'agisse d'étapes cruciales vers l'application en photonique et en optoélectronique, la modulation des propriétés CPL a rarement été réalisée sur surface et les commutateurs répondant à une stimulation électrique restent quasiment inexplorés.
L'innovation majeure de ChiroSwitch repose sur l'hypothèse que les processus métamorphiques dans les assemblages supramoléculaires peuvent être utilisés pour obtenir une modulation des propriétés chiroptiques de surfaces. L'objectif principal de ce projet est donc de concevoir des commutateurs chiroptiques dont l'auto-assemblage supramoléculaire et les propriétés CPL sur surface peuvent être contrôlés par des stimulations optiques/électriques. ChiroSwitch est construit autour de trois axes :
1) Les processus métamorphiques dans les monocouches auto-assemblées de charnières bis-viologènes seront étudiés sur surface par microscopie à effet tunnel.
2) Des interrupteurs CPL constitués de charnières bis-viologènes et d'émetteurs à base de bore présentant deux états CPL intenses seront étudiés en solution.
3) La modulation CPL en surface sera obtenue via des processus métamorphiques se produisant dans les commutateurs CPL monocouches auto-assemblés.
Les connaissances acquises grâce à ChiroSwitch serviront au développement de dispositifs CPL avec des applications prometteuses pour la cryptographie, l'informatique et les mémoires quantiques, aptes à faire face à la croissance exponentielle des données numériques à stocker et à traiter en toute sécurité.