10/12/2015 - Les scientifiques du CSIC créent un hybride de graphène et de molécules magnétiques

Menéame

Une étude internationale avec la participation du Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC) a développé un nouveau matériel hybride basé sur le grafène et en molécules magnétiques. Cette découverte, publiée dans la revue Nature Materials, ouvre la porte à l'application de graphène dans le domaine des technologies de l'information.

Le grafène, une feuille de carbone pure d'un atome d'épaisseur, n'est pas magnétique, comme le reste des dérivés du carbone. C'est pourquoi l'un des grands défis scientifiques actuels dans le domaine des matériaux a été induire du magnétisme dans le graphène, soit en introduisant des défauts dans sa structure, soit en le dopant avec des atomes autres que le carbone.

"Le graphène a un grand potentiel dans le développement de dispositifs électroniques, avec des applications allant du stockage de l'énergie en "superbatteries" à la fabrication d'écrans et de dispositifs plus flexibles. Cependant, dans des domaines tels que la spirtonie, base de l'enregistrement magnétique et de la technologie des disques durs, l'absence de magnétisme du graphène constituait un obstacle," explique le chercheur du CSIC Fernando Luis, de l'Institut de Science des Matériaux d'Aragon, centre mixte du CSIC et de l'Université de Saragosse.

Le nouveau matériel développé dans cette étude est formé par la liaison de molécules magnétiques, contenant quatre atomes de fer, à une feuille de graphène. Expériences réalisées dans les laboratoires du Institut de science des matériaux d'Aragon confirment qu'il existe une interaction importante entre les deux composantes. "Le plus surprenant, c'est que la présence du graphène modifie radicalement le magnétisme des molécules. Les résultats montrent que le graphène efface de manière très efficace les épines moléculaires de sources de bruit telles que les vibrations ou les champs électromagnétiques," ajoute le chercheur.

Selon les auteurs du travail, la nouvelle découverte améliore relativement facilement les propriétés des deux matériaux en vue de leur application dans des technologies spécifiques. "D'une part, le dopage de graphène avec des molécules magnétiques peut nous rapprocher de la fabrication de nouvelles mémoires ou capteurs magnétiques. D'autre part, la protection offerte par le graphène aux spins peut être essentielle pour utiliser les molécules comme unités d'information, ou qubits, d'un futur ordinateur quantique. Un avantage supplémentaire est que les champs électriques générés par le graphène peuvent induire des opérations quantiques à des vitesses beaucoup plus grandes que celles accessibles en utilisant des champs magnétiques," conclut Louis.

L'Université de Stuttgart (Allemagne), l'Université de Modène, l'Université de Florence (en Italie) et l'Université de Lausanne (Suisse) ont également participé à ce travail.

Réf.

Christian Cervetti, Angelo Rettori, Maria Gloria Pini, Andrea Cornia, Ana Repollés, Fernando Luis, Martin Dressel, Stephan Rauschenbach, Klaus Kern, Marko Burghard & Lapo Bogani. The classical and quantum dynamics of molecular spins on graphene. Nature Materials. DOI: 10.1038/nmat4490

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CSIC

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