Les molécules organiques, avenir de la spintronique ?
Evolution ultime de l’électronique, la spintronique [1] utilise le spin des électrons pour coder l’information. Un matériau ferromagnétique par exemple, ne laissera passer que les électrons ayant un spin donné ; ce genre de matériau est utilisé pour générer l’effet de magnétorésistance géante, utilisé dans les disques durs par exemple.
Des chercheurs du NIST [2] ont conçu un dispositif basé sur le principe de la spintronique, tirant parti de molécules organiques. Si ces dernières sont supposées depuis longtemps exhiber des propriétés intéressantes dans ce type de phénomène, c’est la première fois que des expériences sont faites et confirment leur importance.
Le dispositif est constitué d’un substrat de silicium percé de nanopores, et pris en sandwich entre deux électrodes, une de nickel (Ni) et l’autre de cobalt (Co). Des molécules contenant du carbone, de l’hydrogène et du soufre, se sont auto-assemblées après confinement dans les pores. En appliquant une tension électrique entre les deux électrodes, les chercheurs ont montré que les électrons passent par effet tunnel à travers les molécules organiques, assurant ainsi un très bon transport. Une étude en température a révélé que les électrons perdaient d’autant plus d’énergie que la température était élevée ; ce résultat a permis d’imputer cet effet aux liens particuliers qui existent entre les molécules confinées, et de confirmer qu’elles jouent bien un rôle de transport très important entre les deux électrodes du dispositif.
De plus, la mesure du courant électrique lorsqu’un champ magnétique est appliqué, a permis de statuer du changement de polarité entre les deux électrodes ; le dispositif agit ainsi comme un interrupteur magnétique, propriété typiquement spintronique.
La confirmation expérimentale du fonctionnement de disposotifs spintroniques à base de molécules organiques promet une miniaturisation toujours plus accrue de ces dispositifs, qui va de pair avec la vitesse de transmission des données.
Le dispositif spintronique réalisé par l’équipe du NIST.
En bleu, le substrat de silicium nanoporeux ; en gris,les électrodes de nickel et de cobalt. Les molécules organiques sont confinées dans les nanopores, et assurent une liaison entre les deux électrodes. Crédits : D. DeLongchamp/NIST.
