Angel Arévalo-LópezChercheur dans l’Unité de catalyse et de chimie du solide (Centrale Lille/CNRS/Université d'Artois/Université de Lille)
Avec son projet 2D - AMMARETO, Angel Arévalo-López, chercheur dans l’Unité de catalyse et de chimie du solide à Lille, est un des lauréats de l’appel à projet Emergence@INC2025. Par cet appel, CNRS Chimie accompagne des chargés de recherche ou maîtres de conférence recrutés depuis 4 à 10 ans en finançant un projet novateur et en encourageant la prise de risque.
Votre projet 2D – AMMARETO vise à réunir dans un matériau unique stockage magnétique de données numériques et conduction électronique de basse dimensionnalité. Pouvez-vous nous en dire plus ?
Nous souhaitons obtenir un matériau à mémoire pouvant se trouver dans plusieurs états magnétiques distincts pour offrir une densité de stockage de données importante, et présentant également une bonne conduction électrique intrinsèque. En effet, faire coexister au sein d’un matériau unique le stockage de données (mémoire) et leur traitement (calcul électronique) permet de réduire les interconnexions physiques nécessaires entre ces deux fonctions dans les composants de microélectronique.
Dans ce but, nous envisageons de réunir deux matériaux importants récemment découverts dans notre laboratoire. BaFe2(PO4)2, un matériau ferromagnétique Ising 2D présentant une anisotropie magnéto-cristalline géante1 , sera la mémoire magnétique. L’anisotropie magnétique gèle en effet les différents domaines ou états magnétiques à basse température, ce qui permet d’inscrire dans ce matériau n’importe quelle valeur d’aimantation en jouant sur le cycle thermique qu’il subit. La phase complémentaire envisagée est une famille de bronzes (Ba(PO4)2WmO3m-3) qui présente des propriétés de conduction électrique uniques. Les deux entités partagent un bloc structural « spacer » commun, de formule ¥[Ba(PO4)2]4-, qui assurera l’inter-croissance entre ces matériaux apportant chacun leur fonctionnalités.
En quoi cette recherche est-elle émergente et à risque ?
Le projet 2D – AMMARETO vise à associer deux motifs fonctionnels au sein d’un matériau unique via les entités ¥[Ba(PO4)2]4-qu’ils ont en commun. Le risque majeur est que cette combinaison ne soit pas structurellement et/ou thermodynamiquement stable. Nous ne sommes également pas certains que les propriétés de mémoire magnétique soient conservées lors de l’inter-croissance des deux matériaux. Nos études préliminaires montrent que la flexibilité chimique des entités et la « robustesse » des propriétés magnétiques devaient nous permettre d’obtenir l’objet souhaité.
Quelles pourraient-en être les principales retombées ?
2D – AMMARETO propose une plate-forme originale pour des avancées conceptuelles et technologiques en spintronique. Le projet conduira potentiellement à un nouveau paradigme sur des mémoires multiples, pour dispositifs logiques et des capteurs dotés de hautes performances et d’une bonne efficacité énergétique.
L’objectif du projet est également de tester ce qui est chimiquement possible pour aller vers une nouvelle génération de matériaux fonctionnels rassemblant plusieurs fonctions. Nous espérons également que les résultats fourniront suffisamment de preuves de concept pour répondre à des appels à propositions de plus grande envergure tels que l’ERC pour exemple.
Rédacteur : CCdM
- 1L anisotropie magnéto-cristalline géante est une propriété des matériaux magnétiques où l orientation préférentielle du magnétisme (axe facile d aimantation) est imposée par des interactions électroniques spécifiques à la structure cristalline. Elle est cruciale pour les mémoires magnétiques (MRAM, pour Magnetoresistive Random Access Memory), car elle permet de stabiliser les états magnétiques nécessaires à l enregistrement des informations.