Les aimants à molécule unique (SMM) ont récemment attiré beaucoup d'attention. C'est en raison de la demande accrue pour plus rapide, des systèmes informatiques plus durables et moins énergivores, et le besoin d'une capacité de stockage de données plus élevée.

Partiellement soutenu par le projet PhotoSMM financé par l'UE, des chercheurs ont introduit une nouvelle conception pour les SMM qui pourraient conduire au stockage d'informations à l'échelle nanométrique. Leurs conclusions ont été publiées récemment dans le Angewandte Chemie journal. Les SMM sont un type de composé complexe qui peut conserver des informations magnétiques à basse température. Comme l'explique le Dr Lucie Norel, l'un des chercheurs de l'équipe, « en raison de l'utilisation prédominante des technologies de stockage d'informations basées sur la magnétisation dans notre vie quotidienne, Les SMM qui sont capables de s'interconvertir entre deux états avec des directions de magnétisation opposées reçoivent beaucoup d'attention."

Résumer les objectifs du projet sur CORDIS, elle a ajouté:"Le potentiel est énorme pour les systèmes SMM qui démontreraient des changements de champ magnétique et de lumière dans leurs propriétés optiques et magnétiques, car ils pourraient reproduire sur une seule molécule le même type d'effets magnéto-optiques qui sont utilisés pour certains courants technologies de stockage de données."

Limites de SMM

Les disques durs des ordinateurs sont constitués d'un matériau magnétique qui enregistre les signaux numériques. Plus les petits aimants sont petits, plus ils peuvent stocker d'informations. Même si les disques durs sont désormais mesurés en milliers de gigaoctets plutôt qu'en dizaines, il reste encore à développer de nouveaux moyens de stockage de données denses et économes en énergie. Par exemple, en 2017, un groupe de chercheurs d'IBM a fait la démonstration du plus petit dispositif de stockage à mémoire magnétique au monde construit autour d'un seul atome, tel que présenté dans le magazine 'IEEE Spectrum'. Il est également possible de concevoir des molécules avec des propriétés magnétiques personnalisées qui pourraient avoir des applications en informatique quantique, grâce aux techniques de chimie de synthèse développées par les scientifiques travaillant sur les SMM.

Cependant, faire sortir ces technologies du laboratoire pour les intégrer au grand public reste un défi car elles ne fonctionnent pas encore à température ambiante et nécessitent des méthodes coûteuses de refroidissement. Par exemple, les atomes simples et les SMM pourraient être refroidis avec de l'hélium liquide à une température de -269 °C. En outre, les aimants moléculaires les plus puissants sont pour la plupart instables en présence d'air et d'eau, les scientifiques se sont donc concentrés sur l'augmentation de la température à laquelle l'effet de mémoire magnétique peut être observé.

Les SMM conçus par des chercheurs de l'Institut des Sciences Chimiques de Rennes, en collaboration avec une équipe de l'Université de Californie, Berkeley, ont la capacité d'être manipulés en présence d'air. Ceci est important pour leur utilisation potentielle dans le stockage magnétique d'informations, selon l'équipe. Selon les propres mots des auteurs :"Les premiers complexes de dysprosium avec un ligand fluorure terminal sont obtenus sous forme de composés stables à l'air."

Le dysprosium (Dy) est un élément chimique du groupe des lanthanides. Dans le Angewandte Chemie article de revue, ils concluent :« nous avons présenté les premiers complexes DyIII portant un ligand fluorure terminal et exploré l'influence de cette interaction métal-ligand hautement électrostatique sur la structure électronique.

Le projet PhotoSMM (Single Molecule Magnets light-switching with photochromic ligands) démontrera qu'un apport lumineux peut induire une modification des propriétés magnétiques et optiques des SMM monométalliques ou bimétalliques.