Casser le problème des jonctions moléculaires produites en masse

Anonim

Les électrodes Nanogap, essentiellement des paires d’électrodes avec un écart de taille nanométrique, attirent l’attention comme échafaudages pour étudier, détecter ou exploiter des molécules, les plus petites structures stables présentes dans la nature. Jusqu'à présent, cela a été réalisé en utilisant les méthodes courantes des jonctions de rupture contrôlées mécaniquement, des jonctions de rupture basées sur la microscopie à effet tunnel, ou des jonctions de rupture électromigrées. Ces techniques, cependant, ne sont pas utiles pour les applications en raison de leur manque d'évolutivité. Une équipe de TU Delft, en collaboration avec des chercheurs du KTH Royal Institute of Technology en Suède, a maintenant développé une nouvelle méthode de fabrication des jonctions moléculaires.

Les chercheurs ont commencé par déposer un film mince de nitrure de titane fragile (TiN) sur une plaquette de silicium (voir la figure). Par la suite, de petits fils d'or pourraient être déposés sur le TiN fragile. Les chercheurs ont observé que le film de TiN est soumis à une contrainte de traction résiduelle élevée due au processus de fabrication. En conséquence, lors du détachement de la couche de nitrure de titane de son substrat sous-jacent par un processus appelé décapage, de minuscules fissures se forment pour libérer la souche, comme les fissures qui se forment parfois dans le vitrage de la poterie.

Ce processus de craquage est la clé de la nouvelle méthode de fabrication des jonctions. Les fils d'or traversant les fissures sont étirés et finissent par se briser. Les lacunes dans les fils d'or qui apparaissent ainsi sont aussi petites qu'une seule molécule. De plus, les dimensions de ces jonctions peuvent être contrôlées en contrôlant la déformation en TiN en utilisant la technologie de microfabrication conventionnelle. En outre, les chercheurs ont réussi à relier des molécules uniques aux fils d’or en or pour mesurer leur conductance électrique.

Cette nouvelle technologie pourrait être utilisée pour produire des jonctions moléculaires de manière évolutive, permettant ainsi la fabrication de millions d’entre elles en parallèle. La méthodologie peut également être étendue à d'autres classes de matériaux en substituant l'or à tout matériau d'électrode présentant des propriétés électriques, chimiques et plasmoniques intéressantes pour des applications en électronique moléculaire et en spintronique, en nanoplasmonique et en biosensibilité.

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