Le graphène doit être une des clés ouvrant les portes d'une nouvelle électronique dans le nanomonde. Pour la première fois, on vient de le doter de propriétés ferromagnétiques en le fonctionnalisant, comme disent les chimistes. Nul doute que ce nouveau composé aura des applications dans le domaine de la spintronique.
Cela fait quelques années que l'on a découvert que le carbone pouvait parfois avoir des propriétés physiques relevant du ferromagnétisme. Une surprise, car d'un point de vue théorique, rien n'indiquait que cela était possible. Bien évidemment, la possibilité d'obtenir des matériaux magnétiques pour une nouvelle électronique avec du carbone ne pouvait pas laisser les physiciens du solide indifférents, et en particulier ceux travaillant sur le graphène.
On sait que ces feuillets de carbone isolés qui peuvent s'obtenir à partir du graphite sont doués de propriétés physiques parfois qualifiées de miraculeuses, comme de très hautes conductivités électrique et thermique, ainsi que des propriétés de résistance mécanique qui font rêver. Se pouvait-il que le graphène puisse aussi servir à faire des mémoires magnétiques ? Plusieurs chercheurs l'espéraient, et s'étaient lancés dans des expériences pour le démonter dès 2008.
Aujourd'hui, ils ont enfin une réponse. Elle est positive, comme ils l'annoncent dans un article publié dans ACS Nano. Cerise sur le gâteau, le composé à base de graphène obtenu est même ferromagnétique à température ambiante. Il s'agit en fait, selon les chercheurs, d'une véritable molécule organique magnétique en 2D dont l'aimantation persiste jusqu'à des températures légèrement supérieures à 400 K.
Graphène fonctionnalisé
Pour rendre un feuillet de graphène magnétique, les physiciens ont réalisé une fonctionnalisation (c'est-à-dire l'ajout d'une fonction chimique à une molécule) avec des groupes nitrophényles. Les chercheurs pensent que ces groupes séparent des paires d'électrons localisés sur des sites périodiquement espacés aux bords des feuillets de graphène. Ces bords possèdent des structures baptisées « zigzag » et « armchair » (fauteuil en anglais). Ces électrons sont alors libres d'interagir entre eux pour donner un ordre magnétique.
Toujours selon les chercheurs, ce graphène ferromagnétique devrait avoir des applications dans une jeune discipline des nanosciences en plein développement : la spintronique.