De nombreux phénomènes permettent de stocker des données au format binaire, comme les changements d'état magnétique dans les matériaux dits à transition de spin. Ces matériaux peuvent être facilement miniaturisés et obtenus sous forme de nanoparticules. Des chercheurs du CNRS et de l'
université de Bordeaux (Cette page est consacrée au PRES Université de Bordeaux. Pour les pages sur les...) sont parvenus à en diminuer la consommation de l'
énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) lumineuse d'un facteur 100 000, grâce à la présence de nanobarreaux d'or. Détaillée dans la revue
Advanced Functional Materials, leur méthode fonctionne avec des lasers de faible
puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :).
Les informations peuvent être stockées sur tout support capable de passer de manière contrôlée entre deux états stables, qui correspondent chacun au 0 et au 1 du système binaire. On peut ainsi écrire sur des
matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) à transition de spin, qui présentent deux états magnétiques distincts. Miniaturisés en nanoparticules à
effet mémoire (L'effet mémoire est un phénomène physico-chimique affectant les performances des accumulateurs...), ces matériaux promettent un traitement des
données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) sur un volume bien plus réduit qu'avec un
disque dur (Un disque dur est une mémoire de masse magnétique utilisée principalement dans les...). La commutation entre ces deux états peut être induite par la lumière, mais ces systèmes sont encore trop gourmands en énergie pour être popularisés. Grâce à des nanocomposites alliant un composé à transition de spin et des barreaux d'or nanométriques, des chercheurs de l'Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB, CNRS/Université de Bordeaux) et du Laboratoire ondes et matière d'Aquitaine (LOMA, CNRS/Université de Bordeaux) ont réduit d'un facteur 100 000 la consommation énergétique d'une de ces
architectures (Architectures est une série documentaire proposée par Frédéric Campain et Richard Copans,...).
Le matériau à transition de spin utilisé dans ces travaux, un
polymère (Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un...) contenant des ions Fe2+, change d'état magnétique selon un
chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un...) par
irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou...) laser. Dans les nanocomposites obtenus, les nanobarreaux d'or fonctionnent comme de minuscules radiateurs qui amplifient la chaleur pour faciliter la modification de l'état magnétique du matériau. Aux échelles nanométriques, les surfaces d'or se couvrent en effet d'un nuage d'électrons qui oscille à des fréquences proches de celle de la
lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du...). Illuminés à la bonne longueur d'onde, les électrons de ces nanobarreaux s'excitent et produisent un échauffement de plusieurs dizaines de degrés Celsius. La photo-inscription d'information fonctionne alors avec des diodes laser standards, à peine plus puissantes qu'un pointeur que l'on trouve dans le commerce, réduisant ainsi drastiquement les coûts. Les chercheurs travaillent à présent à l'amélioration de ces matériaux, pour développer des applications fiables de mémoire.
Image de microscopie électronique des nanocomposites synthétisés et principe de la photo-inscription.
© Palluel et al.
Référence:
Marlène Palluel, Ngoc Minh Tran, Nathalie Daro, Sonia Buffière, Stéphane Mornet, Éric Freysz et Guillaume Chastanet.
The Interplay between Surface Plasmon Resonance and Switching Properties in Gold@Spin Crossover Nanocomposites.
Advanced Functional Materials, Wiley, 2020, pp.2000447.
DOI:
10.1002/adfm.202000447