Revue de presse scientifique

2022

01 février 2022

Une première synthèse du nonacène pour des applications en électronique organique

Les acènes sont des molécules linéaires composées de cycles de benzène fusionnés, dont l’extension améliore les performances électroniques, mais complique fortement la synthèse. Des scientifiques du CEMES (CNRS), de l’académie tchèque des sciences (République tchèque) et de l’université d’Hokkaido (Japon) ont obtenu le premier acène stable à neuf cycles benzéniques : le nonacène. Publiés dans la revue Nature Communications, ces travaux pourraient aboutir au développement de nouveaux composants électroniques.

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Référence

R. A. S. Ferreira, E. Mamontova, A. M. P. Botas, M. Shestakov, J. Vanacken, V. Moshchalkov, Y. Guari, L. F. Chibotaru, D. Luneau, P. S. André, J. Larionova, J. Long & L. D. Carlos
Synchronous Temperature and Magnetic Field Dual-Sensing by Luminescence in a Dysprosium Single-Molecule Magnet
Adv. Opt. Mater. 2021
10.1002/adom.202101495

2021

21 décembre 2021

Les molécules-aimants s’organisent pour stocker l’information à l’échelle du nanomètre

Pour faire face aux besoins croissants en stockage de données informatiques les chimistes sont parvenus à stocker l’information binaire à l’échelle de molécules individuelles appelées « molécules-aimants ». Cependant, pour envisager leur insertion au sein de dispositifs, les molécules doivent pouvoir conserver l’information sans subir l’influence de celle portée par les voisines, ce qui nécessite de contrôler leur organisation au sein du matériau. Défi relevé par des scientifiques du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS / Université de Bordeaux)et de l’Université de Canterbury en Nouvelle-Zélande qui montrent comment des caténanes magnétiques, structures mécaniquement imbriquées, permettent cette organisation de molécules-aimants au sein d’édifices complexes tridimensionnels. Ces résultats font l’objet d’une publication dans la revue Angewandte Chemie.

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Référence

Benjamin H. Wilson, Jas S. Ward, David C. Young, Jun-Liang Liu, Corine Mathonière, Rodolphe Clerac & Paul E. Kruger
Self-assembly synthesis of a [2]catenane Co(II) single-molecule magnet
Angew. Chemie Int. Ed. (2022)

https://doi.org/10.1002/anie.202113837

09 novembre 2021

Mesurer simultanément la température et le champ magnétique à l’aide d’un composé luminescent

Les capteurs sont devenus des objets omniprésents de notre quotidien. Concevoir des sondes qui peuvent mesurer simultanément différentes grandeurs physiques est autant un défi scientifique qu’un enjeu socio-économique. En exploitant la flexibilité de la chimie moléculaire, des scientifiques de l’Institut Charles Gerhardt de Montpellier (CNRS/Université de Montpellier/ENSCM) ont synthétisé une molécule qui permet, par simple mesure de ses propriétés de luminescence, d’accéder simultanément à la température et au champ magnétique du milieu dans lequel elle est introduite. Ces travaux sont publiés dans la revue Advanced Optical Materials.

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Référence

R. A. S. Ferreira, E. Mamontova, A. M. P. Botas, M. Shestakov, J. Vanacken, V. Moshchalkov, Y. Guari, L. F. Chibotaru, D. Luneau, P. S. André, J. Larionova, J. Long & L. D. Carlos
Synchronous Temperature and Magnetic Field Dual-Sensing by Luminescence in a Dysprosium Single-Molecule Magnet
Adv. Opt. Mater. 2021
10.1002/adom.202101495

15 juin 2021

Quand les électrons jouent au ping pong dans des molécules

Des scientifiques du Laboratoire des multimatériaux et interfaces (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1) ont élaboré des matériaux moléculaires à base de métaux et de radicaux où des électrons sont mis en mouvement dans un jeu de ping-pong métal-radical rythmé par des variations de température autour de -20°C. Ce va-et-vient provoque la commutation entre deux états magnétiques qui traduisent l’histoire thermique du matériau et lui confèrent ainsi un effet mémoire. En collaboration avec les Universités de Montréal et d’Hiroshima, ils ont montré qu’en appliquant une faible pression, ils pouvaient induire cette transition à température ambiante, rendant ces composés plus facilement utilisables pour des applications dans des dispositifs de mémoires ou des capteurs. Résultats à retrouver dans la revue Chemical Communications.

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Référence

C. Lecourt, Y. Izumi, K. Maryunina, K. Inoue, N. Bélanger-Desmarais, C. Reber, C. Desroches & D. Luneau
Hypersensitive pressure-dependence of the conversion temperature of hysteretic valence tautomeric manganese–nitronyl nitroxide radical 2D-frameworks
Chemical Communications 2021, 57, 2376

DOI : https://doi.org/10.1039/D0CC08144B

8 juin 2021

Reaching the molecular limit of magnetic memory

Le journal Chemistry World de la RSC dédie un article aux SMMs avec des travaux français cités. Une reconnaissance.

https://www.chemistryworld.com/features/reaching-the-molecular-limit-of-magnetic-memory/4013778.article?s=03

18 mai 2021

Magnétisme et chiralité : un mariage éclairé

On sait depuis Pasteur et Faraday que renverser la direction d’un champ magnétique ou inverser la symétrie miroir de molécules joue sur la propagation de la lumière. Associer les deux effets génère une anisotropie dite magnéto-chirale. En comparant expérience et modélisation dans le cas de complexes du nickel chiraux, les chercheurs valident ici pour la première fois une théorie microscopique et mettent en évidence le rôle du couplage des mouvements des électrons et des atomes dans l’intensité de l’anisotropie magnéto-chirale.

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Référence

M. Atzori, H. Ludowieg, M. Cortijo, I. Breslavetz, K. Paillot, P. Rosa, C. Train, J. Autschbach, E. A. Hillard, G. L. J. A. Rikken, Validation of Microscopic Magneto-Chiral Dichroism Theory. Science Advances, 2021, 7.
DOI : 10.1126/sciadv.abg2859

13 avril 2021

Des spins moléculaires qui répondent à la lumière

La lumière peut être utilisée pour faire fonctionner rapidement et efficacement des systèmes quantiques, comme les ordinateurs quantiques. Des chercheurs de l’Institut de Technologie de Karlsruhe (KIT, Allemagne), de l´Université de Strasbourg et du CNRS à Chimie ParisTech (Paris, France) ont obtenu des nouvelles molécules à base d’ions de terres rares, l’europium, qui peuvent être utilisées comme unités quantiques fondamentales et dont les spins nucléaires sont manipulables par la lumière. Cette avancée importante est publiée dans la revue Nature Communications.

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Référence

K. Senthil Kumar, D. Serrano, A.M. Nonat, B. Heinrich, L. Karmazin, L.J. Charbonnière, P. Goldner et M. Ruben Optical spin-state polarization in a binuclear europium complex towards molecule-based coherent light-spin interfaces. Nature Communications 12 avril 2021

https://doi.org/10.1038/s41467-021-22383-x

11 avril 2021

Des aimants légers et performants grâce à la chimie moléculaire

Les aimants sont généralement des solides constitués de métaux purs, d’oxydes métalliques ou d’alliages métalliques. Malgré leur utilisation intensive et leur énorme succès dans les applications technologiques, la production d’aimants pose des problèmes environnementaux et économiques. Certains éléments chimiques nécessaires à leur élaboration, comme les terres rares présents dans les aimants les plus puissants connus aujourd’hui, sont inégalement répartis sur la planète ou difficiles à isoler. De plus, la fabrication des aimants nécessite souvent des procédés réalisés à haute température qui consomment beaucoup d’énergie.
Afin de remédier à ces problèmes, les scientifiques essayent depuis environ 3 décennies de créer un nouveau type d’aimants en assemblant des molécules pour créer un édifice aux propriétés désirées. L’élaboration de tels assemblages moléculaires se fait à température ambiante, ce qui rend leur fabrication facile à reproduire et peu coûteuse. Cependant, il y a encore quelques mois, les performances des aimants moléculaires (température de fonctionnement, capacité d’attraction…) étaient encore très loin de celles des aimants conventionnels.
Récemment, dans une étude publiée dans Science, nous avons démontré qu’il est désormais possible d’obtenir des aimants moléculaires avec des caractéristiques comparables aux aimants conventionnels.

La suite de l’article dans The conversation.

Cette étude a été discutée dans de nombreux médias nationaux et internationaux, listés ici.

26 mars 2021

Nouvelles molécules-aimants à base de Thulium

Les molécules-aimants, capables de s’aimanter de manière isolée, pourraient présenter des applications potentielles très importantes pour le stockage d’informations à haute densité, l’informatique quantique ou la spintronique. Comme pour tous les aimants, leur aimantation finit par disparaître par relaxation magnétique. Plus l’aimantation disparaît lentement, meilleur est l’aimant, d’où l’importance de mieux comprendre les phénomènes qui contrôlent cette relaxation. Un travail réalisé par des équipes du Laboratoire de chimie moléculaire (CNRS/Institut Polytechnique Paris), de l’Institut de chimie physique (CNRS/ Université Paris-Saclay) et de l’Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS/Université de Rennes 1/ENSC Rennes/INSA Rennes) montre que, pour une nouvelle molécule-aimant à base de thulium, plus les molécules sont isolées les unes des autres, plus leur relaxation magnétique est lente. Ces résultats, publiés dans la revue Angew . Chemie, vont permettre de développer de nouvelles stratégies de synthèse pour aller vers des molécules-aimants toujours plus performantes.

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Référence

J. Moutet, J. Schleinitz, L. La Droitte, M. Tricoire, F. Pointillart, F. Gendron, T. Simler, C. Clavaguéra, B. Le Guennic, O. Cador, G. Nocton Bis-Cyclooctatetraenyl Thulium(II): Highly Reducing Lanthanide Sandwich Single-Molecule Magnets. Angew. Chem. 2021, 133, 6107-6111

https://doi.org/10.1002/ange.202015428

22 Mars 2021

Du nickel moléculaire dans les futurs ordinateurs quantiques ?

Par rapport à un bit classique, objet élémentaire de mémoire d’ordinateur qui peut présenter deux états, 0 ou 1, un bit quantique peut se trouver en même temps dans les états 0 et 1. Mais cette « superposition » d’états, utilisée par exemple pour sécuriser les communications, est rapidement détruite par le « bruit magnétique » généré par les noyaux des atomes du matériau, freinant ainsi leur utilisation. Concevoir des molécules simples capables de générer des bits quantiques protégés contre le bruit magnétique ? Défi relevé par une équipe de l’ICMMO (CNRS/Université de Paris Saclay)* qui viennent de synthétiser une nouvelle molécule à base d’ions nickel (Ni) spécialement conçue pour être insensible au bruit magnétique, molécule qui pourrait ainsi entrer dans les processeurs quantiques moléculaires des ordinateurs de demain. Résultats à retrouver dans la revue Chemical Science.

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Ainsi que sur le site de l’Usine Nouvelle.

Référence

M. Rubín-Osanz, F. Lambert, F. Shao, E. Rivière, R. Guillot, N. Suaud, N. Guihéry, D. Zueco,  A.-L. Barra, T. Mallah & F. Luis Chemical tuning of spin clock transitions in molecular monomers based on nuclear spin-free Ni(II). Chemical Science (2021)

DOI: 10.1039/d0sc05856d

08 Mars 2021

Quand la diffraction X aux temps ultracourts révèle qu’une transition vers une phase métallique est pilotée par une onde élastique

L’excitation par une impulsion laser intense des matériaux conduit à des changements des propriétés électroniques qui sont couramment étudiés pour des temps ultracourts (femtosecondes ou picosecondes) via des méthodes optiques. Dans ce travail, grâce à l’utilisation d’impulsions de rayons X ultracourtes, les physiciennes et physiciens étudient pour la première fois les propriétés structurales associées en mesurant de façon quantitative les déplacements atomiques. Ils montrent que pour des nanocristallites d’oxyde de titane (Ti3O5), la transition du semiconducteur vers le métal se propage suivant un front d’onde élastique, à des temps beaucoup plus courts que les temps de mise à l’équilibre thermique.

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Référence

C. Mariette, M. Lorenc, H. Cailleau, E. Collet, L. Guérin, A. Volte, E. Trzop, R. Bertoni, X. Dong, B. Lépine, O Hernandez, E. Janod, L. Cario, V. Ta Phuoc […] A. Bosak, M. Wulff, M. Levantino, H. Lemke, M. Cammarata Strain wave pathway to semiconductor-to-metal transition revealed by time-resolved X-ray powder diffraction. Nature Communications, paru le 23 février 2021.


DOI: 10.1038/s41467-021-21316-y