Un système moléculaire à action combinée magnétisme/électricité à température ambiante

Publié par Redbran le 06/03/2020 à 14:00
Source: CNRS INC
Pour la première fois, une action combinée de propriétés électriques et magnétiques a été observée sur matériau moléculaire à température ambiante. La découverte, fruit d'une collaboration franco-portugaise entre des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) Charles Gerhardt de Montpellier (Université de Montpellier/CNRS), de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) d'Aveiro/CICECO-Institut des Matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) d'Aveiro et de l'Université de Coimbra, est rapportée dans un article publié dans la revue Science.


Cette découverte renforce encore la promesse de fabriquer des dispositifs flexibles pour l'électronique moléculaire. © Ekaterina Mamontova

Avec cette avancée, de nouveaux développements sont attendus pour l'électronique moléculaire, le stockage de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...), les appareils électroniques basse consommation et la spintronique. La spintronique, est le domaine de l'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la...) qui manipule le mouvement et les spins des électrons dans l'atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que...) et a permis, par exemple, d'augmenter considérablement la vitesse (On distingue :) de lecture et d'écriture des disques durs actuels, une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) qui a remporté le prix Nobel de physique (Le prix Nobel de physique est une récompense gérée par la Fondation Nobel, selon les...) 2007.

En utilisant les concepts de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) moléculaire, des chercheurs de l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM) (Université de Montpellier/CNRS) en collaboration avec deux équipes Portugaises (Universités de Coimbra et d'Aveiro) ont développé un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) moléculaire émettant de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) et présentant une forte action combinée entre les propriétés magnétiques et électriques à température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) ambiante qui résulte de l'association entre ferroélectricité (Les cristaux ferroélectriques ont un moment dipolaire électrique même en l’absence...) et la magnétostriction (déformation de la structure cristalline du matériau sous l'effet d'un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique). L'article a été publié dans l'édition du 7 février 2020 de la revue Science.

Les matériaux magnétoélectriques combinent des propriétés magnétiques et des propriétés électriques. La possibilité d'induire des synergies entre ces propriétés, permettant par exemple de contrôler l'une à travers l'autre, confère à ces matériaux multifonctionnels des applications potentielles dans le stockage d'informations à haute densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...), dans les appareils électroniques basse consommation et en spintronique. Cependant, expliquent les chercheurs, "de telles applications nécessitent une forte interaction entre les deux propriétés, ce qui se produit rarement à température ambiante dans des matériaux à base d'oxydes inorganiques connus". En conséquence, affirment-ils également, "le développement de matériaux à fort couplage magnétoélectrique représente un énorme défi, au niveau fondamental et au niveau technologique".

Ce couplage, observé pour la première fois dans un matériau moléculaire (matériau dont la structure est constituée par l'association de molécules) à température ambiante, permet de modifier la polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments...) électrique par l'application d'un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...), ouvrant la possibilité d'utiliser les matériaux moléculaires en lieu et place des matériaux magnétoélectriques inorganiques traditionnels (oxydes ou fluorures). Par conséquent, une avancée importante dans l'électronique moléculaire est attendue, grâce au développement de nouveaux systèmes multifonctionnels, transparents, moins chers et durables que ceux utilisés dans des matériaux inorganiques traditionnels, notamment parce que l'étude du couplage magnétisme/électricité dans les matériaux moléculaires est un domaine inexploré.

Références:
J. Long, M. S. Ivanov, V. A. Khomchenko, E. Mamontova, J.-M. Thibaud, J. Rouquette, M. Beaudhuin, D. Granier, R. A. S. Ferreira, L. D. Carlos, B. Donnadieu, M. S. C. Henriques, J. A. Paixão, Y. Guari, J. Larionova, Room temperature magnetoelectric coupling in a molecular ferroelectric ytterbium(III) complex, Science 2020, 367, 671.
DOI:10.1126/science.aaz2795
https://science.sciencemag.org/content/367/6478/671

Contacts:
- Jérôme Long - Institut Charles Gerhardt Montpellier - jerome.long at umontpellier.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) - inc.communication at cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...).fr
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