– MAGARRAYS

La réalisation d?assemblages contrôlés de nanoparticules magnétiques est un sujet actuellement en plein essor en science des matériaux. Du point de vue des applications, de tels réseaux ordonnés de NPs magnétiques devraient conduire à la réalisation de nouveaux dispositifs magnétiques et magnéto-élelectroniques. En effet, il a été montré que les films de NPs de magnétite présentaient des propriétés en magnétorésistance très intéressantes par comparaison avec les films conventionnels élaborés par des méthodes physiques. De tels films pourraient conduire au développement de dispositifs magnéto-électroniques présentant des propriétés en magnéto-transport supérieures. Dans le domaine de l?enregistrement magnétique, la réalisation de films de NPs ferrimagnétiques n?interagissant pas magnétiquement entre elles devrait permettre de réduire à une structure « monograin » plutôt que « multigrains » la taille d?un bit magnétite et conduirait à une augmentation très importante des capacités de stockage. Ces nanograins ne doivent pas interagir magnétiquement, ne pas être superparamagnétiques, c?est à dire qu?ils doivent être à l?état de monodomaine magnétique bloqué à température ambiante, être thermiquement stables et ils doivent présenter une grande constante d?anisotropie et une grande rémanence. Parmi les oxydes de fer, la magnétite présente des propriétés magnétiques et conductrices intéressantes du fait de la présence de Fe2+ and Fe3+ sur le site octaédrique dans la structure spinelle inverse. La forte polarisation en spin de la magnétique combinée à sa température de Curie (850K) font que la magnétite est un matériau attractif pour réaliser des capteur magnétorésistifs basés sur un fort effet tunnel sélectif en spin. La magnétite dans laquelle des Fe2+ ont été substitués par des Co2+ est un matériau magnétique dur bien connu avec un champ coercitif élevé et une magnétisation moyenne. Ces propriétés renforcées par une très grande stabilité physique et chimique font des NPs de ferrite de cobalt des matériaux intéressants pour l?enregistrement magnétique. Dans ce contexte, l?objectif de ce projet est d?élaborer des réseaux de nanoparticules fonctionnalisées de magnétite et de ferrite de cobalt et d?étudier leur propriétés magnétiques et en magnéto-transport. Les NpS seront des NPs monodomaines bloquées ou non à la température ambiante. Les films seront réalisés par les techniques Langmuir-Blodgett (LB) et Layer by Layer (LbL) et la distance inter-particules sera variée par l?architecture des molécules dendritiques greffées à la surface des NPs. De tels réseaux devraient conduire à une nouvelle génération de matériaux pour l?enregistrement magnétique avec un objectif de 1 Terabit/inch2. L?exploration des propriétés en magnéto-transport de ces films en monocouche ou multicouche pourraient conduire à des matériaux intéressants pour des applications en spintronique. Pour remplir ces objectifs, plusieurs défis scientifiques et techniques doivent être réalisés : - la synthèse de NPs de magnétite et de ferrite de cobalt avec différentes tailles et monodisperses dans la gamme 5-40 nm pour la magnétite et 5-100 nm pour le ferrite de cobalt, l?évaluation de la taille critique conduisant à un monodomaine bloqué magnétiquement à température ambiante suivant la méthode de synthèse utilisée (synthèse hydrothermale ou décomposition thermique de complexes métalliques). - la synthèse de des molécules dendritique conçues pour se lier de façon covalente à la surface des NPs, pour varier la distance inter-particules et aussi pour apporter des groupements terminaux facilitant la formation des films suivant la technique de dépôt utilisée. - le greffage de ces molécules à la surface des NPs dans les conditions favorisant un taux de greffage élevé et une stabilité des suspensions de NPs dans les solvants adaptés aux méthodes de dépôt. Un enjeu est le greffage de molécules hydrophiles et hydrophobes afin de moduler le caractère hydrophobe/hydrophile des NPs. - la réalisation de films présentant différentes structurations à l?aide des deux techniques de dépôt LB et LbL. - la corrélation des paramètres de structuration (distance inter-particules et inter-couches, taille des particules...) avec les propriétés magnétiques et en magnéto transport de ces films.