Vers une nouvelle génération de matériaux pour le stockage de données

Face à l’explosion de la consommation de données, il apparait nécessaire pour l’Université de Montpellier de révolutionner le stockage de données grâce à de nouveaux matériaux ferroélectriques moléculaires. Des matériaux pouvant stocker l’information sous forme électrique, et offrant une alternative plus rapide et plus économe en énergie aux technologies actuelles. C’est ce qui a été réalisé avec la création et le développement du projet MISTRAL, réunissant une équipe pluridisciplinaire des chercheurs de l’institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM), de l’institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMB), du laboratoire matériaux, microélectronique, acoustique et nanotechnologies (GREMAN, Tours) et de l’Université catholique de Louvain (Belgique) afin de développer des matériaux innovants. Financé par l’agence nationale de la recherche (ANR) dans le cadre du PEPR DIADEM (dispositifs intégrés pour l’accélération du déploiement de matériaux émergents), ce projet doté d’un budget de 800 000 euros sera coordonné par l’Université de Montpellier.

Des matériaux prometteurs pour relever le défi du stockage de données

La demande croissante en stockage de données met à l’épreuve les technologies actuelles. Les matériaux ferroélectriques offrent une solution prometteuse, alliant rapidité et faible consommation d’énergie. Cependant, les oxydes métalliques, les plus étudiés, intègrent souvent des métaux critiques, soulevant des enjeux de durabilité et d’approvisionnement. Le projet MISTRAL se distingue par son approche basée sur des assemblages de briques moléculaires. Cette approche permet de « designer » des matériaux aux propriétés optimisées. Entre autres, le projet utilisera une synthèse haut débit pour cribler efficacement les conditions de synthèse, accélérant la découverte de nouveaux matériaux ferroélectriques moléculaires aux propriétés optimisées.

Le projet se concentrera sur les matériaux moléculaires purement organiques (sans métaux) ou incorporant des éléments non critiques tels que le zinc, le fer, le magnésium ou le calcium. Mis en forme de films minces, ces matériaux seront optimisés pour améliorer leur future intégration dans des dispositifs.

De nouvelles propriétés ?

MISTRAL explorera également le couplage avec d’autres propriétés comme le magnétisme, ouvrant la voie à des applications en stockage de données à plusieurs niveaux et en spintronique (discipline récente qui exploite une propriété magnétique et quantique de l’électron appelée « spin »). Le projet développera également des techniques de caractérisation spécifiques à ces matériaux moléculaires. Ces techniques seront complétées par des calculs théoriques et une approche par intelligence artificielle pour rationaliser les propriétés des matériaux et guider la synthèse de nouveaux systèmes. Au-delà, les concepts développés dans le projet MISTRAL pourront être étendus à de nombreux autres matériaux à base moléculaire magnétiques et/ou optiques.

Le soutien de l’ANR pour une recherche de pointe

Le financement de l’ANR au titre de France 2030 dans le cadre du programme PEPR DIADEM témoigne de l’importance et du potentiel du projet MISTRAL. Ce soutien permettra aux chercheurs de l’UM de mener des recherches de pointe et de développer des matériaux innovants qui contribueront à la compétitivité de la France dans le domaine des matériaux. Le programme PEPR DIADEM est un programme exploratoire financé par France 2030 et piloté par le CNRS et le CEA.