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Vers des mémoires moléculaires

Industrie et Technologies
Des chercheurs du CNRS ont réussi à écrire et effacer des informations dans un matériau moléculaire avec un laser à température ambiante. Cela ouvre la porte à des mémoires moléculaires et… à u

Les chercheurs du Laboratoire de chimie de coordination du CNRS à Toulouse ont démontré la possibilité d'écrire et d'effacer des informations dans un matériau moléculaire en utilisant la lumière d'un laser à température ambiante. Jusqu'à présent, cette opération n'avait été réalisée qu'à basse température.

Cette découverte permet d'envisager le développement de mémoires d'ordinateur moléculaires à commande optique, à la fois rapides et fiables. L'une des molécules étudiées dans le cadre de ces recherches pourrait également servir de support à une électronique à trois bits.

Alors que les composants actuels mesurent au moins 70 nanomètres, l'utilisation des matériaux moléculaires permettrait de descendre jusqu'à 30 nanomètres, voire plus bas, donc d'en mettre un plus grand nombre par unité de surface et de gagner ainsi en rapidité ou en densité de stockage, dans le cas des mémoires d'ordinateur.

C'est dans ce contexte que les chercheurs du CNRS, en collaboration avec une équipe espagnole et une équipe irlandaise, ont travaillé sur les propriétés physiques des matériaux pour l'électronique moléculaire.

 Ils viennent de mettre en évidence un phénomène encore jamais observé jusqu'ici : à 20°C, un composé passe de son état « bas spin » à son état « haut spin », par éclairement avec un laser vert pulsé. L'état « bas spin » et l'état « haut spin » sont deux états électroniques qui permettent d'écrire dans le matériau l'information codée sous forme binaire (sous forme de 0 et de 1, l'état bas spin correspondant au 0 et l'état haut spin correspondant au 1).

 Pour commander la transition, les chercheurs ont utilisé un laser vert dont la durée d'impulsion est de huit nanosecondes. Cette caractéristique permet d'envisager une électronique moléculaire à commande optique, et non plus électrique.

Outre les avantages déjà mentionnés de l'électronique moléculaire, ce résultat pourrait se traduire par un gain en temps (l'excitation d'écriture ou d'effacement de  l'information ne prend que 8 nanosecondes) et en fiabilité (les composants à commande optique étant « infatigables »). 

 Vers une électronique à trois bits

En collaboration avec une équipe espagnole et une équipe japonaise, les mêmes chercheurs ont découvert une molécule qui pourrait servir de base à une électronique à trois bits. Actuellement, les informations sont codées sous forme binaire, les 0 et les 1 étant appelés bits : c'est une électronique à deux bits.

L'avantage de l'électronique à trois bits serait un gain de temps, puisque là où on code deux informations dans la logique binaire, on pourrait en coder trois (on augmenterait ainsi la densité des mémoires)

La molécule que les chercheurs ont utilisée est «binucléaire» : elle possède deux atomes de fer susceptibles de se trouver dans les états « haut spin » et « bas spin ». La combinaison des deux états de chaque atome de fer aboutit à l'existence, à la même température (environ -90°C), de trois états possibles : (0,0), (0,1) et (1,1), correspondant aux trois bits mentionnés plus haut.

Les chercheurs ont  sélectionné la  transition qu'ils ont déclenchée en choisissant la longueur d'onde du laser : un laser rouge provoque la transition de l'état (0,0) vers l'état (1,1), alors que l'éclairement par un laser infrarouge fait passer le matériau de l'état (0,0) vers l'état (0,1).

Franck Barnu
(Source CNRS)

Pour en savoir plus
Contact chercheur : Azzedine Bousseksou ; Tél: (33) 5 61 33 31 53 ; Mél: boussek@lcc-toulouse.fr

 

 

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