Des atomes présentant un effet mémoire
Publié par Redbran le 06/04/2017 à 00:00
Source: CNRS-INC
L'atome: ultime étape dans la miniaturisation du stockage de l'information.

Le traitement et le stockage de l'information numérique exigent une miniaturisation de plus en plus poussée des composants, jusqu'à l'échelle de la molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui...) voire de l'atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se...), plus petit grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève soudainement et qui est généralement accompagné de précipitations. Il...) de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état...) connu. La littérature récente regorge de "molécules aimants" susceptibles de présenter deux états magnétiques "0" et "1", et de passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) de l'un à l'autre. Ces molécules sont donc susceptibles de stocker une information binaire. Cependant, pour en faire des objets utilisables, il est nécessaire de les déposer sur une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa...) pour les séparer les unes des autre et ainsi stocker une information dans chacune d'elles. Cette étape pose de nombreux problèmes: stabilité chimique, évolution géométrique de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est...), interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose...) molécule/surface, etc...

Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des sciences chimiques de rennes (CNRS/Université de Rennes 1), du Collège de France (Le Collège de France, situé au no 11 place Marcelin-Berthelot dans le quartier latin de Paris (Ve arrondissement), est un grand établissement d'enseignement et de recherche. Il dispense des cours non diplômant de haut...), de l'Ecole normale supérieure de Lyon, de l'Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), du Paul Scherrer Institute et du Lawrence Berkeley National Laboratory (Le Laboratoire national Lawrence Berkeley (Ernest Orlando Lawrence National Laboratory, anciennement Berkeley Radiation Laboratory et plus connu sous le nom...), proposent une synthèse originale qui permet de s'affranchir de ces problèmes et d'obtenir des atomes présentant un effet mémoire (L'effet mémoire est un phénomène physico-chimique affectant les performances des accumulateurs électriques.), isolés à la surface de nanoparticules de silice. Ultime étape de la miniaturisation du stockage de l'information...

L'élaboration de cet objet se fait en trois étapes: la première consiste en la synthèse d'un précurseur moléculaire de dysprosium (III) (*) ; au cours de la deuxième étape, cette molécule est greffée à la surface de nanoparticules de silice en coordonnant la surface directement à l'ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais, à partir de l'adjectif grec ἰόν (ion), se traduisant par « allant, qui va ».) Dy (III) ; la dernière étape consiste en un traitement thermique (Le traitement thermique d'une pièce consiste à lui faire subir des transformations de structure grâce à des cycles prédéterminés de chauffage et de...) qui permet d'éliminer les ligands organiques, ce qui laisse des ions Dy (III) isolés à la surface des nanoparticules. Les chercheurs ont montré que chaque ion se comportait comme un aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne des...) à basse température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert...) avec apparition d'un effet mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) à l'échelle de l'ion seul, alors que le précurseur moléculaire n'en présente pas.

Cette découverte devrait connaître de nombreuses retombées puisque la méthodologie employée peut-être adaptée à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) type de surface d'oxydes comme par exemple, des films, qu'ils soient magnétiques ou non.

Ce travail fait l'objet d'une publication dans la revue ACS Central Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour...).

Référence publication:
Florian Allouche, Giuseppe Lapadula, Georges Siddiqi, Wayne W. Lukens, Olivier Maury, Boris Le Guennic, Fabrice Pointillart, Jan Dreiser, Victor Mougel, Olivier Cador & Christophe Copéret
Magnetic Memory from Site Isolated Dy(III) on Silica Materials
ACS Cent. Sci. 22 février 2017
DOI: 10.1021/acscentsci.7b00035

Contact chercheur:
Olivier Cador, Institut des sciences chimiques de Rennes

Contacts institut:
Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie, une machine à broyer, piler, pulvériser diverses substances et à extraire certains produits...), Stéphanie Younes
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