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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 Paul Pascal (CNRS/Université de Bordeaux) vient de créer un interrupteur 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 Moléculaire & Magnétisme", du Centre de Recherche Paul Pascal (CNRS/Université de Bordeaux), est un pas de plus vers une révolution d'échelle qui guette l'électronique. Pourquoi ? Parce qu'un composant électronique n'est rien d'autre qu'un interrupteur à 2 valeurs, ouvert ou fermé. Deux valeurs qui se matérialisent en informatique 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, 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 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, d'azote et d'hydrogène, et il ne permet qu'une faible communication 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 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 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 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 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
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