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La première molécule électroluminescente

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Une équipe du Georgia Institute of Technology a observé l'électroluminescence de petits amas d'argent. C'est la première fois que l'on observe cette propriété à partir d'un si faible nombre d'atomes.

Robert Dickson et ses collègues ont appliqué un courant d'environ un ampère à un film fin d'oxyde d'argent non électroluminescent, observant alors "l'activation" de quelques amas, qui apparaissaient dans des régions "décolorées" du film. En appliquant deux électrodes et un courant alternatif au film, on peut voir une fine ligne d'amas d'argent briller d'une couleur qui dépend de la taille des amas. L'étude plus précise du film permet d'observer que les émissions proviennent de groupements de quelques atomes. Le phénomène d'électroluminescence se produit quand un électron interagit avec une molécule chargée positivement.

Un électron est d'abord arraché, puis est réinjecté, à un niveau d'énergie différent : la recombinaison de cet électron est la cause du relâchement d'un photon. Les chercheurs ont observé que l'effet est multiplié avec l'utilisation d'un courant alternatif au lieu d'un courant continu : un courant d'environ 150 MHz provoque une réponse 10.000 fois plus importante. Dickson suggère que cet effet est dû à la rapide recombinaison à l'intérieur des molécules individuelles dans une section très étroite de l'échantillon, effet impossible dans une réponse globale du matériau, trop lente. Le courant alternatif permet d'injecter un électron juste au bon moment, minimisant la perte en production de chaleur. Le taux de courant nécessaire est alors inférieur, et la durée de vie des amas d'atomes prolongée.

Cette expérience a été menée sur des amas d'argent composés de deux à huit atomes, mais les chercheurs ont aussi montré une électroluminescence semblable dans des amas de cuivre, on peut donc espérer étendre cette propriété à d'autres métaux. Cette découverte peut mener, à terme, à de nouvelles connexions optiques nanométriques, et pourra être utilisée pour la microscopie optique à haute résolution, la lithographie à l'échelle nano, et toute autre application qui requiert de très petites sources lumineuses.

Ce travail se base sur une étude préalable réalisée par Dickson et ses collègues, publiée dans "Science" en janvier 2001 : les chercheurs y démontraient le stockage binaire optique en inscrivant et lisant des images simples enregistrées sur des films de nanoparticules d'oxyde de cuivre activées par de la lumière à une fréquence spécifique.

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