Rendre une molécule de C₆₀ sensible au magnétisme

13 novembre 2012

Aujourd’hui, avec le graphène ou les nanotubes, on espère beaucoup de l’électronique à base de carbone, un élément très répandu. Toutefois, ces composés sont intrinsèquement non-magnétiques, ce qui limite leur utilisation dans les domaines du magnétisme et de l’électronique de spin.


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Des physiciens du laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques - MPQ (CNRS - Univ. Paris Diderot) et du Service de Physique et Chimie des Surfaces et des Interfaces - SPCSI (CEA) viennent de montrer que la molécule de C₆₀ devient elle-même sensible au magnétisme lorsqu’elle est en contact avec un métal magnétique. Ce travail fait l’objet d’une publication dans la revue NanoLetters.

Les physiciens se sont intéressés aux propriétés de molécules de C₆₀, (de forme sphérique) déposées sur une surface magnétique de chrome. Ils ont mené à bien cette expérience au moyen d’un microscope à effet tunnel polarisé en spin qu’ils ont développé à cet effet. Cet instrument donne accès aux propriétés magnétiques d’atomes ou de molécules uniques grâce à une sonde constituée d’une pointe magnétique en Fer/Tungstène extrêmement fine. En mesurant les propriétés électroniques des molécules de C₆₀ sur des zones d’aimantation différentes de la surface de Chrome, ils ont démontré, en collaboration avec une équipe de théoriciens du CEA-Saclay, que les molécules devenaient sensibles au magnétisme. Cette sensibilité, qui se traduit par une variation de la magnétorésistance, dépend de la tension électrique de mesure, ce qui est une propriété très intéressante pour d’éventuelles applications en électronique de spin.

: Image STM en vue tridimensionelle de molécules de C₆₀ déposées sur une surface de chrome. Les couleurs indiquent des zones d’aimantation alternée. La pointe du microscope, la surface de chrome et les molécules de C₆₀ sont également schématisés.

En savoir plus

Large Magnetoresistance through a Single Molecule due to a Spin- Split Hybridized Orbital, S. L. Kawahara¹, J. Lagoute¹, V. Repain¹, C. Chacon¹, Y. Girard¹, S. Rousset¹, A. Smogunov² et C. Barreteau² Nano Letters 12, 4558 (2012).