Une conversion de spin qui prend son temps

Résultats scientifiques

Des chercheurs du CRPP, de l’ICMCB et de l’université chinoise des Sciences et Technologies de Nankin ont montré qu’un matériau, à base de Fe(II), possédait un second état magnétique, lié à son spin, resté caché car très long à atteindre. Selon ces travaux publiés dans Angewandte Chemie International Edition, cette propriété pourrait ouvrir des applications de stockage d’informations à l’échelle de la molécule.

En sciences, la patience paye. Alors qu’un matériau moléculaire à base de Fe(II) se trouvait de manière reproductible dans un état magnétique à haut spin[1], il possède en fait un état magnétique caché à bas spin, seulement accessible après au moins cinq heures d’attente à des températures inférieures à 100 kelvins (-173 °C). Des scientifiques du Centre de recherche Paul Pascal (CRPP, CNRS/Université de Bordeaux), de l’Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB, CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) et de l’université de science et de technologie de Nankin (Chine) ont constaté cette conversion de spin extrêmement lente en poursuivant leurs mesures au-delà du temps d’utilisation usuel de leur magnétomètre. Un spin est un objet quantique qui ne peut prendre que certaines valeurs discrètes sans passer par des états intermédiaires. Ainsi, on ne voit pas s’il relaxe vers un nouvel état tant qu’il ne l’a pas déjà atteint. Les chercheurs ont ensuite constaté que cette conversion de spin se produisait aussi sous irradiation lumineuse, à certaines longueurs d’onde précises dans le domaine du visible. Ce matériau moléculaire passe donc de façon contrôlée d’un état magnétique à un autre, et ce avec deux leviers d’action différents. Cela en fait un candidat particulièrement intéressant pour le stockage d’informations. Ce matériau pourrait en effet conserver des données aussi longtemps que les disques durs classiques, mais sur un volume physique bien plus réduit puisqu’il se situe à l’échelle de la molécule.

La molécule à base de Fe(II). ©Ye et al.

La molécule à base de Fe(II). ©Ye et al.

[1] Le spin est le moment cinétique propre d’une particule en rotation sur elle-même.

Référence :

Yi Shan Ye, Xiu Qin Chen, You De Cai, Bin Fei, Pierre Dechambenoit, Mathieu Rouzières,
Corine Mathonière, Rodolphe Clérac and Xin Bao. Slow Dynamics of the Spin-Crossover Process in an Apparent High-Spin Mononuclear Fe(II) Complex. Angewandte Chemie International Edition, 2019, 58, 18888–18891 (Hot Paper; 10.1002/anie.201911538)

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Stéphanie Younès
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