Blanc Inter II - SIMI 7 - Blanc International II - SIMI 7 - Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique

Molécules commutables pour la nano-électronique et la spintronique – SwitchElec

Molécules commutables pour la nano-électronique et la spintronique

Les deux équipes de recherche de ce consortium, dirigées respectivement par Azzedine Bousseksou (LCC-CNRS, <br />Toulouse, France) et Aurélien Rotaru (Université Stefan cel Mare, Suceava, Roumanie), proposent de travailler ensemble <br />sur un projet commun pluridisciplinaire à l'interface de la chimie, de la physique, des nanotechnologies et de la théorie, et <br />qui favorisera la collaboration scientifique entre la France et la Roumanie sur le thème de la «spintronique moléculaire».

Commutation moléculaire

Ce projet est focalisé sur les propriétés de transport de charge et de magnéto-transport de nouveaux systèmes <br />moléculaires à transition de spin à l'échelle nanométrique. En effet, tandis que les propriétés magnétiques et optiques de <br />ces composés ont été largement étudiées, leurs propriétés électriques restent largement inexplorées. <br />Très récemment, des résultats encourageants dans la littérature ont indiqué le comportement de l’état de spin comme <br />dépendant du transport de charge dans les molécules et les nanoparticules à transition de spin. Cependant, dans toutes <br />ces études la caractérisation du système reste extrêmement incomplète, conduisant à de nombreuses incertitudes dans <br />l'interprétation des observations. En particulier, il y a une grande divergence avec les propriétés du matériau massif. Néanmoins, ces <br />résultats sont très importants sur le plan international d'un point de vue fondamental, et suggèrent des perspectives <br />passionnantes pour les applications dans les domaines de la nanoélectronique et la «spintronique moléculaire«.

Sur la base de la complémentarité des deux groupes de recherche impliqués dans ce projet, nous prévoyons d'effectuer
une analyse approfondie de la dépendance des états de spin à l'égard des propriétés électriques, à des échelles
différentes allant du macroscopique au nanométrique. À cette fin, nous allons utiliser l'état de l’art de la nanotechnologie
pour intégrer différents nano-objets à
transition de spin dans des dispositifs nanoélectroniques dans le but d'explorer les propriétés électriques du matériau, ceci
du matériau massif jusqu’à l'échelle du nanomètre.
Nous étudierons les propriétés électriques en régime statique (DC) et dynamique (AC) afin de mieux comprendre le
mécanisme de transport de charge. Nous avons également l'intention d'explorer pour la première fois les propriétés de
magnéto-transport. Dans chaque cas, une analyse chimique et structurale approfondie sera effectuée.

- Nous avons obtenu, pour la première fois, des preuves expérimentales irréfutables (et des détails mécanistiques) pour le lien entre les propriétés magnétiques et le transport de charges dans des matériaux à transition de spin.
- Nous avons élaboré les premiers dispositifs nanoélectroniques à base de nano-objets à transition de spin présentant une commutation robuste de la conductivité.

En plus de générer de nouvelles connaissances, nous nous attendons à explorer de nouveaux concepts qui permettront
la fabrication de nouveaux produits issus des nanotechnologies avec une meilleure performance, avec un intérêt
particulier dans les domaines de la nanoélectronique et la «spintronique moléculaire«.

Phys. Status Solidi RRL 8 (2014) 191-193.

Les deux équipes de recherche de ce consortium, dirigées respectivement par Azzedine Bousseksou (LCC-CNRS, Toulouse, France) et Aurélien Rotaru (Université Stefan cel Mare, Suceava, Roumanie), proposent de travailler ensemble sur un projet commun pluridisciplinaire à l'interface de la chimie, de la physique, des nanotechnologies et de la théorie, et qui favorisera la collaboration scientifique entre la France et la Roumanie sur le thème de la «spintronique» moléculaire.
Ce projet est focalisé sur les propriétés de transport de charge et de magnéto-transport de nouveaux systèmes moléculaires à transition de spin à l'échelle nanométrique. En effet, tandis que les propriétés magnétiques et optiques de ces composés ont été largement étudiées, leurs propriétés électriques restent largement inexplorées.
Très récemment, des résultats encourageants dans la littérature ont indiqué le comportement de l’état de spin comme dépendant du transport de charge dans les molécules et les nanoparticules à transition de spin. Cependant, dans toutes ces études la caractérisation du système reste extrêmement faible, conduisant à de nombreuses incertitudes dans l'interprétation des observations. En particulier, il y a une grande divergence avec les propriétés globales. Néanmoins, ces résultats sont très importants sur le plan international d'un point de vue fondamental, et suggèrent des perspectives passionnantes pour les applications dans les domaines de la nanoélectronique et la « spintronique » moléculaire.
Sur la base de la complémentarité des deux groupes de recherche impliqués dans ce projet, nous prévoyons d'effectuer une analyse approfondie de la dépendance des états de spin à l'égard des propriétés électriques, à des échelles différentes allant du macroscopique au nanométrique. À cette fin, nous allons utiliser l'état de l’art de la nanotechnologie (accès à la plateforme nationale des nanotechnologies au LAAS-CNRS à Toulouse) pour intégrer différents nano-objets à transition de spin dans des dispositifs nanoélectroniques dans le but d'explorer les propriétés électriques du matériau, ceci du matériau massif jusqu’à l'échelle du nanomètre.

Nous étudierons les propriétés électriques en régime statique (DC) et dynamique (AC) afin de mieux comprendre le mécanisme de transport de charge. Nous avons également l'intention d'explorer pour la première fois les propriétés de magnéto-transport. Dans chaque cas, une analyse chimique et structurale approfondie sera effectuée.
L'intérêt principal de cette famille de molécules, est que leur état de spin peut être modifié à l'aide de divers paramètres tels que la température, la pression ou l'irradiation lumineuse. Ici, pour la première fois, nous allons ajouter un nouveau paramètre : l’application d’une différence de potentiel électrique (application d’une tension), qui est censé agir comme une nouvelle force motrice dans la région de bistabilité.
En plus de générer de nouvelles connaissances, nous nous attendons à explorer de nouveaux concepts qui permettront la fabrication de nouveaux produits issus des nanotechnologies avec une meilleure performance, avec un intérêt particulier dans les domaines de la nanoélectronique et la «spintronique » moléculaire.

Coordinateur du projet

Laboratoire de Chimie de Coordination (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Laboratoire de Chimie de Coordination
Department of Electrical Engineering and Computer Science

Aide de l'ANR 313 165 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2013 - 36 Mois

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