Articles du CER - Lorsque les molécules deviennent des aimants: Roberta Sessoli à la journée d'information dédiée au CER
Le «spin» est un concept émergent de physique quantique, des particules telles que les électrons ont un «spin quantique», une vitesse angulaire impossible à visualiser de notre point de vue non quantique. Un spin d'électron fait partie de son état quantique unique; sans cela, nous n'aurions pas d'éléments différents avec leurs propriétés caractéristiques, comme défini dans le tableau périodique. Le spin électronique produit également un champ magnétique minuscule qui, lorsqu'on l'aligne entre plusieurs électrons, résulte en des forces magnétiques que nous connaissons si bien. «Ces forces magnétiques, 'l'attraction sans contact', fascinent les hommes depuis la nuit des temps», explique le professeur Sessoli. «Ma propre spécialisation concerne l'éventualité que des molécules uniques ont une mémoire magnétique. Les connaissances sur le magnétisme il y a 20 ans ne prévoyaient pas cela». La révolution concernait la découverte selon laquelle seulement quelques atomes ensemble pouvaient se comporter comme un aimant, résultant en des «molécules aimants uniques» (SMM - Single-molecule magnets) ou des «nanoaimants moléculaires». «Nous nous penchons maintenant sur la façon de manipuler une seule 'partie' des informations stockées dans une seule molécule», explique le professeur Sessoli. Lorsque la chimie rencontre la physique Bien que le magnétisme des molécules aimants uniques soit une propriété physique à l'échelle nanométrique, les SMM sont créés en suivant une «recette» chimique à l'échelle humaine, en mélangeant les bons ingrédients dans le bon ordre et dans les bonnes conditions de température, de pression, etc. «Il y a tant de paramètres à obtenir exactement au même moment afin d'observer l'effet de mémoire dans une molécule», explique le professeur Sessoli. C'est pourquoi l'approche pluridisciplinaire du projet Molnanomas du professeur Sessoli est si importante. «Elle requiert une grande gamme de compétences», ajoute-t-elle. Par exemple, l'expertise en chimie permet de concevoir des molécules pouvant s'auto-organiser et s'auto-assembler sur des surfaces plates, ou «substrats». Ainsi, on peut organiser les molécules en circuits. «Les chercheurs en physique fondamentale peuvent donc étudier les domaines inexplorés lorsque le monde quantique des molécules quantiques est en 'bons termes' avec le monde à grande échelle du substrat. Ils peuvent collaborer avec des chimistes pour affiner l'interaction entre la molécule et le substrat». D'après le professeur Sessoli, la recherche fondamentale peut «introduire un problème» dans notre compréhension et mener à des questions nouvelles. En effet, le projet a déjà publié un nouvel article dans la revue prestigieuse Angewandte Chemie qui a lancé de nouvelles questions à étudier par les scientifiques. La science fondamentale pour une technologie révolutionnaire «Notre financement du CER est très important en ce qu'il contribue à transférer nos connaissances en magnétisme et en chimie moléculaire au domaine de la science des surfaces», explique le professeur Sessoli. Le soutien du CER aide également à faire face à l'enjeu technique colossal consistant à mesurer le magnétisme moléculaire dans le contexte d'un substrat bien plus grand. Ceci requiert souvent des températures très basses et de très grandes installations telles qu'un «synchrotron», un type d'accélérateur de particules. «Nos travaux soulignent les phénomènes quantiques qui deviennent de plus en plus importants aux composantes électroniques au vu de la miniaturisation du stockage», ajoute le professeur Sessoli. «En accumulant les connaissances scientifiques fondamentales, nous pourrons générer une révolution ou faire un grand pas en matière de technologie». - Source: Professeur Roberta Sessoli - Coordinateur du projet: Università degli Studi di Firenze, Italie - Titre du projet: Molecular Nanomagnets at Surfaces: Novel Phenomena for Spin-based Technologies - Acronyme du projet: Molnanomas - Site web du projet Molnanomas - Programme de financement au titre du 7e PC (Appel du CER): Subvention avancée 2010 - Financement de la CE: 2,3 millions d'euros – Durée du projet: cinq ans