Marie Rousseau Une eyesight qui anime actuellement les scientifiques des matériaux est de combiner des molécules organiques (et leurs diverses fonctionnalités) avec les possibilités technologiques offertes par une électronique semi-conductrice extrêmement sophistiquée. Grâce aux méthodes modernes de micro et nanotechnologie. Mais elle atteint aussi de additionally en as well as ses limites physiques.: ils montrent que des couches moléculaires uniques stables et pourtant très bien ordonnées peuvent être produites sur des surfaces de silicium – par vehicle-assemblage. Pour ce faire, ils utilisent des carbènes N-hétérocycliques.
Chercheurs dirigés par Prof. Dr. Mario Dähne (TU Berlin, Allemagne), Prof. Dr. Norbert Esser (TU Berlin et Leibniz Institute for Analytical Sciences, Allemagne), Prof. Dr. Frank Glorius (Université de Münster, Allemagne), Dr. Conor Hogan (Institut de Construction de la Matière, Conseil Nationwide de Recherche d’Italie, Rome, Italie) et le Prof. Dr. Wolf Gero Schmidt (Université de Paderborn, Allemagne) ont participé à l’étude.
La miniaturisation technologique atteint ses limites
“Au lieu d’essayer de produire artificiellement des constructions de additionally en as well as petites avec des attempts croissants. explique le chimiste Frank Glorius. “Cela ferait une interface, pour ainsi dire.” La issue préalable est que les molécules extremely-petites à framework et fonctionnalité variables devraient être physiquement incorporées aux dispositifs semi-conducteurs, et elles devraient être reproductibles, stables et aussi simples que doable.
Exploiter l’auto-organisation des molécules
L’auto-organisation de molécules sur une area. peut très bien remplir cette tâche. Les molécules avec une framework définie peuvent être adsorbées sur des surfaces en grand nombre et s’organiser en une structure souhaitée qui est prédéterminée par les propriétés moléculaires. “Cela fonctionne assez bien sur les surfaces des métaux, par exemple, mais malheureusement pas du tout de manière satisfaisante pour les matériaux semi-conducteurs jusqu’à présent”, explique le physicien Norbert Esser. En effet, pour pouvoir s’arranger, les molécules doivent être mobiles (diffuses) en surface. Mais les molécules sur les surfaces semi-conductrices ne font pas cela. Au contraire, ils sont si fortement liés à la surface area qu’ils collent partout où ils touchent la surface.
Les carbènes N-hétérocycliques en solution
Être à la fois mobile et pourtant lié de manière stable à la surface area est le problème very important et en même temps la clé des programs potentielles. Et c’est précisément ici que les chercheurs ont désormais une alternative doable à portée de major : les carbènes N-hétérocycliques. Leur utilisation pour la fonctionnalisation de surface a suscité beaucoup d’intérêt au cours de la dernière décennie. Sur les surfaces de métaux tels que l’or, l’argent et le cuivre, par exemple, ils se sont avérés être des ligands de surface area très efficaces, surpassant souvent les autres molécules. Cependant, leur conversation avec les surfaces semi-conductrices est restée pratiquement inexplorée.
Development d’une framework moléculaire régulière
Certaines propriétés des carbènes sont décisives pour le fait qu’il a maintenant été possible pour la première fois de produire des couches simples moléculaires sur des surfaces de silicium : les carbènes N-hétérocycliques, comme d’autres molécules, forment des liaisons covalentes très fortes avec le silicium et sont donc liés de manière stable. Cependant, les groupes latéraux de la molécule les maintiennent simultanément “à distance” de la surface area. Ainsi, ils peuvent encore se déplacer à la floor. Bien qu’ils ne se déplacent pas très loin – seulement quelques distances atomiques – cela suffit pour former une framework moléculaire presque également régulière à la surface du cristal de silicium régulièrement structuré.
Collaboration interdisciplinaire
les chercheurs ont clarifié le principe de cette nouvelle interaction chimique dans leur collaboration interdisciplinaire. Ils ont également démontré la formation de constructions moléculaires régulières dans plusieurs exemples. comme le silicium dans ce cas”, souligne le physicien Dr Martin Franz, premier auteur de l’étude.
