Une conversion de spin qui prend son temps
Publié par Redbran le 25/01/2020 à 14:00
Source: CNRS INC
Des chercheurs du CRPP, de l'ICMCB et de l'université chinoise des Sciences et Technologies de Nankin ont montré qu'un matériau, à base de Fe(II), possédait un second état magnétique, lié à son spin, resté caché car très long à atteindre. Selon ces travaux publiés dans Angewandte Chemie International Edition, cette propriété pourrait ouvrir des applications de stockage d'informations 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 représente la plus petite quantité de matière possédant les...).


La molécule à base de Fe(II). ©Ye et al.

En sciences, la patience paye. Alors qu'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) moléculaire à base de Fe(II) se trouvait de manière reproductible dans un état magnétique à haut spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la...)[1], il possède en fait un état magnétique caché à bas spin, seulement accessible après au moins cinq heures (L'heure est une unité de mesure  :) d'attente à des températures inférieures à 100 kelvins (-173 °C). Des scientifiques du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) Paul Pascal (CRPP, CNRS/Université de Bordeaux), 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.) de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état...) condensée de Bordeaux (ICMCB, CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) et de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de 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 vrai au sens large. L'ensemble de...) et de technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de Nankin (Chine) ont constaté cette conversion de spin extrêmement lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) en poursuivant leurs mesures au-delà du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) d'utilisation usuel de leur magnétomètre (Un magnétomètre est un appareil qui sert à mesurer l'aimantation d'un système. Il en existe différents types, basés sur des principes physiques différents. Les principaux sont:).

Un spin est un 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,...) quantique qui ne peut prendre que certaines valeurs discrètes sans passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) par des états intermédiaires. Ainsi, on ne voit pas s'il relaxe vers un nouvel état tant qu'il ne l'a pas déjà atteint. Les chercheurs ont ensuite constaté que cette conversion de spin se produisait aussi sous irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements...) lumineuse, à certaines longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une...) précises dans le domaine du visible. Ce matériau moléculaire passe donc de façon contrôlée d'un état magnétique à un autre, et ce avec deux leviers d'action différents. Cela en fait un candidat particulièrement intéressant pour le stockage d'informations. Ce matériau pourrait en effet conserver des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) aussi longtemps que les disques durs classiques, mais sur un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) bien plus réduit puisqu'il se situe à l'échelle de la molécule.

Note:
[1] Le spin est le moment cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) propre d'une particule en rotation sur elle-même.


Référence:
Yi Shan Ye, Xiu Qin Chen, You De Cai, Bin Fei, Pierre Dechambenoit, Mathieu Rouzières,
Corine Mathonière, Rodolphe Clérac and Xin Bao. Slow Dynamics of the Spin-Crossover Process in an Apparent High-Spin Mononuclear Fe(II) Complex. Angewandte Chemie International Edition, 2019, 58, 18888-18891 (Hot Paper; 10.1002/anie.201911538)

Contacts:
- Rodolphe Clérac - clerac at crpp-bordeaux.cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public...).fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles...) - inc.communication at cnrs.fr
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