Wolfgang Wernsdorfer

Établissement d’accueil : CNRS

Laboratoire : Institut Néel (CNRS/UJF)

Appel à projets : Avancé (PE3)

Nom du projet : MOLNANOSPIN – Spintronique moléculaire utilisant des aimants à une seule molécule

Montant : 2.1 M€

Description :

Une révolution de l’électronique est en vue, avec l’évolution contemporaine de deux nouvelles disciplines, la spintronique et l’électronique moléculaire.

Un lien fondamental entre ces deux domaines peut être établi à l’aide de matériaux magnétiques moléculaires et, en particulier, d’aimants à une seule molécule, qui combinent les propriétés classiques à l’échelle macro d’un aimant avec les propriétés quantiques d’une entité à l’échelle nanométrique.

Le domaine qui en résulte, la spintronique moléculaire, vise à manipuler les spins et les charges dans des dispositifs électroniques contenant une ou plusieurs molécules.

Le principal avantage est que les faibles interactions spin-orbite et hyperfines dans les molécules organiques suggèrent que la cohérence de spin peut être préservée dans le temps et sur la distance beaucoup plus longtemps que dans les métaux ou les semi-conducteurs conventionnels.

De plus, des fonctions spécifiques (par exemple, la commutabilité avec la lumière, le champ électrique, etc.) pourraient être directement intégrées dans la molécule.

Dans ce contexte, le projet propose de fabriquer, caractériser et étudier des dispositifs moléculaires (transistor de spin moléculaire, vanne de spin moléculaire et filtre de spin, dispositifs moléculaires à double point, nano-SQUID à nanotubes de carbone, etc.) afin de lire et de manipuler les états de spin de la molécule et d’effectuer des opérations quantiques de base.

MolNanoSpin est conçu pour jouer un rôle d’éclaireur dans ce domaine encore largement inexploré.

L’objectif principal pour les 5 prochaines années concerne la science fondamentale, mais des applications en électronique quantique sont attendues à terme.

Le concept visionnaire de MolNanoSpin est étayé par la recherche mondiale sur le magnétisme moléculaire et la chimie supramoléculaire, la longue expérience de 10 ans en magnétisme moléculaire du PI, son appartenance au FP6 MAGMANet NoE et la collaboration avec des scientifiques exceptionnels dans l’environnement proche de l’équipe.

Au cours de la dernière année, l’équipe récemment fondée du PI a déjà démontré les premiers résultats importants dans ce nouveau domaine de recherche.