Une équipe internationale de chercheurs dirigée par des chimistes de l'ETH Zurich a développé une méthode pour déposer des atomes magnétisables uniques sur une surface. Ceci est particulièrement intéressant pour le développement de nouveaux dispositifs de stockage de données miniatures.

L'idée est intrigante :s'il ne fallait qu'un seul atome ou petite molécule pour une seule unité de données (un zéro ou un un dans le cas de la technologie numérique binaire), des volumes massifs de données pourraient être stockés dans le plus petit espace. C'est théoriquement possible, car certains atomes ne peuvent être magnétisés que dans l'une des deux directions possibles :"spin up" ou "spin down". L'information pourrait alors être stockée et lue par la séquence des directions d'aimantation des molécules.

Cependant, plusieurs obstacles doivent encore être surmontés avant que le stockage de données d'aimant à molécule unique ne devienne une réalité. Trouver des molécules capables de stocker les informations magnétiques de manière permanente et pas seulement fugace est un défi, et il est encore plus difficile d'arranger ces molécules sur une surface solide pour construire des supports de stockage de données. Pour résoudre ce dernier problème, une équipe internationale de chercheurs dirigée par des chimistes de l'ETH Zurich a maintenant développé une nouvelle méthode qui offre de nombreux avantages par rapport aux autres approches.

Fusionner des atomes à la surface

Christophe Copéret, professeur au Laboratoire de chimie inorganique de l'ETH Zurich, et son équipe a développé une molécule avec un atome de dysprosium en son centre (le dysprosium est un métal appartenant aux éléments des terres rares). Cet atome est entouré d'un échafaudage moléculaire qui sert de véhicule. Les scientifiques ont également développé une méthode pour déposer de telles molécules à la surface de nanoparticules de silice et les fusionner par recuit à 400 degrés Celsius. La structure moléculaire utilisée comme véhicule se désintègre au cours du processus, produisant des nanoparticules avec des atomes de dysprosium bien dispersés à leur surface. Les scientifiques ont montré que ces atomes peuvent être magnétisés et conserver leur information magnétique.

Le processus de magnétisation ne fonctionne actuellement qu'à environ moins 270 degrés Celsius (proche du zéro absolu), et la magnétisation peut être maintenue jusqu'à une minute et demie. Les scientifiques recherchent donc des méthodes qui permettront de stabiliser l'aimantation à des températures plus élevées et sur des durées plus longues. Ils recherchent également des moyens de fusionner des atomes sur une surface plane plutôt que sur des nanoparticules.

Préparation simple

L'un des avantages de la nouvelle méthode est sa simplicité. "Les nanoparticules liées au dysprosium peuvent être fabriquées dans n'importe quel laboratoire de chimie. Aucune salle blanche et aucun équipement complexe ne sont nécessaires, " dit Florian Allouche, doctorant dans le groupe Copéret. En outre, les nanoparticules magnétisables peuvent être conservées à température ambiante et réutilisées.

D'autres méthodes de préparation comprennent le dépôt direct d'atomes individuels sur une surface, or les matériaux obtenus ne sont stables qu'à très basses températures principalement en raison de l'agglomération de ces atomes individuels. Alternativement, des molécules aux propriétés magnétiques idéales peuvent être déposées sur une surface, mais cette immobilisation affecte souvent négativement la structure et les propriétés magnétiques de l'objet final.