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 voire de l’atome, plus petit grain de matière connu. La littérature récente regorge de « molécules aimants » susceptibles de présenter deux états magnétiques « 0 » et « 1 », et de passer 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 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, interaction molécule/surface, etc…

Des chercheurs de l’Institut des sciences chimiques de rennes (CNRS/Université de Rennes 1), du Collège de France, de l’Ecole normale supérieure de Lyon, de l’Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), du Paul Scherrer Institute et du Lawrence Berkeley National Laboratory, proposent une synthèse originale qui permet de s’affranchir de ces problèmes et d’obtenir des atomes présentant un effet mémoire, 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 Dy (III) ; la dernière étape consiste en un traitement thermique 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 à basse température avec apparition d’un effet mémoire 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 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.

[*] L’ion Dy (III) est largement utilisé dans le domaine du magnétisme moléculaire pour produire de nombreuses molécules-aimants mononucléaires du fait de ses propriétés électroniques particulières.

Référence

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