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2008 — Wolfgang Wernsdorfer, ERC advanced grant

 

SEVENTH FRAMEWORK PROGRAMME (FP7)

"Ideas" ////Specific programme European Research Council (ERC)///Advanced Grant

                       

Project acronym :  MolNanoSpin

Project full title :    Molecular spintronics using single-molecule magnets 
 
          
Princ
ipal Investigator :  Wolfgang Wernsdorfer

Host Institution :   Institut Néel CNRS/UJF

 

Spintronique moléculaire avec des molecules-aimants

 

L’électronique moléculaire et l’électronique de spin sont deux domaines majeurs de la nanoscience moderne. Le premier domaine a utilisé depuis plusieurs années des molécules afin de réaliser des dispositifs à molécule unique pour des applications potentielles en électronique. Le deuxième a été à l’origine d’une révolution en électronique où il était possible de manipuler le transport du spin électronique aboutissant à des effets géants de magnéto-résistance.

L’objectif de ce projet est de marier les deux domaines pour faire émerger une nouvelle : Electronique de Spin Moléculaire en utilisant entre autres des aimants moléculaires comme composant de base des nouveaux dispositifs [1] (Fig.1). et manipulant le spin et la charge d’une molécule unique ou d’une faible collection dans des dispositifs moléculaires. L’expertise acquise par les chimistes pour moduler et contrôler les propriétés (spin, anisotropie, potentiel rédox, transitions induites par la lumière, ou le champ électrique…) des molécules permet de concevoir des dispositifs à propriétés modulables et à fonctionnalités nouvelles. Un grand avantage des systèmes moléculaires est la faible contribution du couplage spin-orbite et des interactions hyperfines qui en général sont la cause principale de la décohérence du spin observée en transport à longue distance.

Fig. 1 : Molecular double-dot devices. Magnetic molecules proposed for grafting on suspended carbon nanotubes connected to Pd electrodes . From left to righ) : a C60 fullerene including a rare-earth atom, the Mn12 SMM and the rare-earth-based double-decker [Tb(phtalocyanine)2] SMM. The gate voltage of the double-dot device is obtained by a doped Si substrate covered by a SiO2 insulating layer.

Dans ce contexte, ce projet permet de jeter les fondations d’un domaine émergeant qui n’est pratiquement pas exploré à ce jour. Les objectifs principaux du projet ressortent essentiellement de la recherche fondamentale mais avec des applications en électronique et information quantique à moyen terme. Les partenaires du projet ont construit durant les 10 dernières années une expertise internationalement reconnue en magnétisme moléculaire à travers des collaborations dans le monde entier.

Les partenaires ont établi des collaborations étroites avec plusieurs groupes en Europe à travers plusieurs réseaux : le réseau d’excellence « MAGMANet » (2004-2008), le réseau RTN « QuEMolNa » (2004-2008) et le réseau TMR « MolNanoMag » (2000-2004) qui ont contribué à l’émergence de nouvelles idées et concepts. Durant la dernière année, le nouveau groupe créé au sein de l’Institut Néel a déjà démontré les premiers résultats importants dans ce nouveau domaine [2,3] 

 

[1] L. Bogani & W. Wernsdorfer. Molecular spintronics using single-molecule magnets. Nature Mat. 7, 179 (2008).

[3] N. Roch, S. Florens, V. Bouchiat, W. Wernsdorfer & F. Balestro.

Quantum phase transition in a single-molecule quantum dot. Nature 453, 633 (2008).

   

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