fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont développé un nouveau matériau moléculaire à base de manganèse, portant la température de fonctionnement de molécules utilisées comme dispositifs miniatures de stockage de données à environ -132 degrés Celsius. Les résultats ont été publiés dans Nature Chemistry. Jusqu'à présent, seuls des matériaux moléculaires à base de fer pouvaient remplir cette fonction, mais leur température de fonctionnement devait être maintenue entre 100 et 130 kelvins (environ -173 à -143 degrés Celsius), une exigence de basse température entraînant une consommation énergétique élevée et une complexité opérationnelle. La professeure Katja Heinze du département de chimie de la JGU a déclaré que le nouveau matériau à base de manganèse, dès sa première tentative, a surpassé tous les matériaux moléculaires à base de fer connus dans cette application, marquant une avancée dans le domaine de la spintronique.
Dans le domaine du stockage de données, le spin électronique (moment magnétique, se comportant comme un aimant en barre) d'un ion individuel peut s'aligner parallèlement ou antiparallèlement, correspondant au « 1 » ou au « 0 » binaire, c'est-à-dire à un état de spin élevé ou à un état de spin faible. Les dispositifs de stockage à base de fer ont généralement une température de fonctionnement maximale de 100 kelvins (environ -173 degrés Celsius). Auparavant, une équipe avait rapporté une augmentation à 130 kelvins (environ -143 degrés Celsius), considérée comme proche de la limite de ce système de matériaux. L'équipe de la JGU a réalisé un saut de température d'environ 11 kelvins. Sandra Kronenberger, doctorante au département de chimie de la JGU, a synthétisé le nouveau matériau avec le soutien du Centre de formation doctorale Max Planck en collaboration avec la JGU. Elle a souligné que le manganèse peut se comporter aussi bien, voire mieux, que le fer. Le Dr Luca Carrella du département de chimie de la JGU a mesuré le comportement magnétique du nouveau matériau et estime que, bien que ce système soit encore loin de la température ambiante, cette avancée constitue une étape importante vers l'obtention de températures de fonctionnement plus élevées en spintronique.
Cette percée en matière de température provient de la combinaison du manganèse avec des ligands dérivés de carbènes N-hétérocycliques, formant des liaisons solides avec le manganèse. Les liaisons fortes stabilisent l'état de spin faible tout en créant une barrière énergétique élevée entre les deux états de spin, rendant les deux états de spin plus stables pour le stockage d'informations et capables de résister à des températures plus élevées. La méthode d'« écriture » des informations est similaire à celle des ions fer : lorsque la lumière éclaire les ions manganèse, les électrons changent d'état de spin, et la couleur du matériau passe du rouge foncé (état de spin faible) au jaune clair (état de spin élevé). Heinze a indiqué qu'après la commutation, la couleur et les propriétés magnétiques du matériau persistent pendant une durée utile après l'extinction de la source lumineuse, et que ce concept pourrait orienter les futures technologies de stockage numérique.
