De nouveaux matériaux moléculaires magnétiques à mémoire
Aller vers des molécules magnétiques multifonctionnelles et commutables pour des dispositifs à mémoire miniatures est le but que cherchent à atteindre de nombreux scientifiques. Pour y parvenir, des chercheurs du Laboratoire des multimatériaux et interfaces (CNRS/Université Claude Bernard Lyon1)(*) ont assemblé des métaux et des radicaux libres qui portent tous des moments magnétiques. Ils espèrent ainsi pouvoir faire varier les propriétés magnétiques en intervenant soit sur le magnétisme des radicaux, soit sur celui des métaux.. Ce résultat qui élargit le champ des possibles pour l’élaboration de matériaux moléculaires magnétiques commutables est publié dans Journal of the American Chemical Society.
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. Pour atteindre ce but, les chercheurs du Laboratoire des multimatériaux et interfaces ont élaboré des matériaux moléculaires magnétiques en imaginant une approche originale qui consiste à assembler des métaux et des radicaux libres qui portent tous des moments magnétiques. Ils espèrent ainsi pouvoir faire varier les propriétés magnétiques en intervenant soit sur le magnétisme des radicaux, soit sur celui des métaux.
L’équipe du Laboratoire des multimatériaux et interfaces vient de montrer que certains de ces systèmes peuvent changer d’état magnétique avec la température. A température ambiante, les molécules sont magnétiques (état ON) mais lorsque l’on refroidit, un électron est transféré du métal vers le radical et la molécule n’est alors plus magnétique (état OFF). Lorsque l’on réchauffe, la molécule redevient magnétique. Le système peut donc passer d’un état à l’autre de manière réversible, comme un commutateur.
Pour comprendre l’origine de ce phénomène, les chercheurs ont ensuite mis en œuvre plusieurs méthodes de caractérisation : diffraction des rayons X, spectroscopies d’absorption et d’émission dans le visible et dans les rayons X, résonance paramagnétique électronique, électrochimie, analyse calorimétrique différentielle à modulation de température et spectroscopie Raman, combinant ainsi des expertises en chimie, en cristallographie et en physique.
L’étape suivante va consister à optimiser ces systèmes commutables pour leur utilisation future dans le traitement et le stockage de l’information, où l’augmentation des densités de stockage exige une miniaturisation de plus en plus pointue .
(*) Et du Département de chimie moléculaire (CNRS/Université Grenoble Alpes), du Laboratoire de chimie (CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1), de l’Institut Néel (CNRS/Université Grenoble Alpes) et des Universités de Genève et de Montréal.
Référence
Anthony Lannes, Yan Suffren, Jean Bernard Tommasino, Rodica Chiriac, François Toche, Lhoussain Khrouz, Florian Molton, Carole Duboc, Isabelle Kieffer, Jean-Louis Hazemann, Christian Reber, Andreas Hauser & Dominique Luneau
Room Temperature Magnetic Switchability Assisted by Hysteretic Valence Tautomerism in a Layered Two Dimensional Manganese-Radical Coordination Framework
J. Am. Chem. Soc. 25 novembre 2016
DOI: 10.1021/jacs.6b10544