Un interrupteur moléculaire magnétique viable à haute température
Publié par Redbran le 23/07/2018 à 12:00
Source: CNRS-INC
L'électronique n'a qu'un seul mot d'ordre: "plus petit, toujours plus petit". À ce jeu-là, les circuits imprimés atteignent leurs limites physiques et les futures évolutions sont à chercher à l'échelle de la molécule. Et justement, une équipe 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 extension métonymique, la recherche...) Paul Pascal (CNRS/Université de Bordeaux) vient de créer un interrupteur (Un interrupteur (dérivé de rupture) est un dispositif ou organe, physique ou virtuel, permettant d'interrompre ou d'autoriser le passage d'un flux. Il...) moléculaire magnétique actionnable à des températures intéressantes pour de futures applications, en particulier pour le stockage d'information tel que dans des disques durs. Ces travaux sont publiés dans Angewandte Chemie.


Concrètement, la construction d'un interrupteur moléculaire par l'équipe "Matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) Moléculaire & Magnétisme (Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces attractives ou répulsives d'un objet sur un autre, ou avec des charges électriques en mouvement. Ces...)", du Centre de Recherche Paul Pascal (CNRS/Université de Bordeaux), est un pas de plus vers une révolution d'échelle qui guette (Une guette est un élément de l'architecture militaire au Moyen Âge.) l'électronique. Pourquoi ? Parce qu'un composant électronique (Un composant électronique est un élément destiné à être assemblé avec d'autres afin de réaliser une ou plusieurs fonctions électroniques. Les composants forment de très nombreux types et catégories, il répondent à divers standard...) n'est rien d'autre qu'un interrupteur à 2 valeurs, ouvert ou fermé. Deux valeurs qui se matérialisent en informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le...) par un 0 ou un 1, les fameux "bits". Un octet, qui contient 8 bits, représente ainsi 2⁸ possibilités, soit 256. En passant 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...), et si l'on reprend les travaux des chercheurs français qui démontrent 4 valeurs possibles, on peut alors imaginer des octets de 4⁸ possibilités, soit 65 536 ! Le stockage informatique serait alors démultiplié.

"La partie importante de notre preuve de concept, c'est le ligand organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés...) placé entre les deux métaux, les deux centres magnétiques", précise Pierre Dechambenoit, un des auteurs de cette publication. "Il est composé de plusieurs cycles de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote...) et d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), et il ne permet qu'une faible 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 technologies...), ainsi...) entre les deux centres magnétiques dans son état normal. Une fois réduit, il devient lui-même magnétique et permet une très forte communication entre ses deux voisins. Une deuxième réduction lui fait à nouveau perdre son magnétisme tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en conservant une forte communication entre les deux centres magnétiques." La prouesse de ce ligand est de promouvoir cette forte communication et ainsi permettre à l'interrupteur de fonctionner à plusieurs centaines de kelvins. L'information est de taille car ce type de molécules magnétiques est généralement fonctionnel à des températures proches de 0 K, soit -273 °C.

L'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de...) initiale utilise des ions cobalt en tant que centres magnétiques car ils sont simples d'utilisation. Les recherches vont maintenant se tourner vers d'autres métaux de transition, plus difficiles à manipuler mais qui devraient, en symbiose (La symbiose est une association intime et durable entre deux organismes hétérospécifiques (espèces différentes), parfois plus. Les organismes sont qualifiés de symbiotes, ou,...) avec le ligand, permettre une communication à des températures encore plus élevées.

Référence publication:
Xiaozhou Ma, Elizaveta A. Suturina, Siddhartha De, Philippe Négrier, Mathieu Rouzières, Rodolphe Clérac et Pierre Dechambenoit
Redox-Active Bridging Ligand as a Tool to Promote Spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la particule, au même titre que sa masse et sa...) Delocalization, High Spin Complexes and Magnetic Multi-Switchability
Angewandte Chemie Internatinal Edition – Avril 2018
DOI: 10.1002/anie.201803842

Contact chercheur:
Pierre Dechambenoit, CRPP UMR 5031, Université de Bordeaux (Cette page est consacrée au PRES Université de Bordeaux. Pour les pages sur les universités, voir Université Bordeaux I, Université Bordeaux II, Université Bordeaux...)
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