Des interrupteurs moléculaires pour un stockage lumineux de l’information

Les systèmes binaires, tels que ceux qui régissent l’informatique, reposent sur des matériaux et des signaux qui alternent de manière contrôlée entre deux états stables et distincts. Les électrons et leurs charges électriques jouent généralement ce rôle, mais d’autres candidats émergent des laboratoires.

Chargé de recherche CNRS à l’Institut des sciences chimiques de Rennes1 , Julien Boixel explore par exemple l’interaction entre la lumière et les molécules. Il regarde en particulier comment la structure des molécules guide leurs propriétés optiques. Bien que ces travaux restent à un niveau très fondamental, ils visent à synthétiser des matériaux moléculaires pour la photonique, c’est-à-dire un équivalent de l’électronique où les photons auraient remplacé les électrons.

Les photochromes, véritables interrupteurs moléculaires
Pour cela, avec son équipe Julien Boixel se concentre sur de petites molécules organiques, pouvant également contenir des atomes comme le soufre ou le fluor, appelés photochromes. « Un photochrome change de structure moléculaire et de couleur lorsqu’il est soumis à une lumière d’une longueur d’onde précise, explique le chercheur. Cette transformation peut être stable et réversible, formant un véritable interrupteur moléculaire. Cette balance contrôlée entre deux états distincts fait que les photochromes sont des candidats potentiels pour du codage et du stockage de données binaires. »

Mais pourquoi regarder ailleurs quand l’électronique a déjà fait ses preuves ? La recherche espère en fait trouver des solutions moins énergivores et moins consommatrices de métaux. « Même si l’information transite par des fibres optiques, le stockage de l’information est surtout un stockage d’électrons, précise Julien Boixel. Or le flux d’électrons au travers de fils conducteurs et de circuits imprimés engendre inévitablement un échauffement par effet Joule. Au-delà de la perte d’énergie causée par cet échauffement, la nécessité de refroidir tout matériel de traitement et de stockage de données pose un réel problème. Replacer l’électron par le photon au sein de matériaux moléculaires pourrait être une solution. »