BLANC - Blanc

– MAD-BLAST

Résumé de soumission

La base de ce projet (MAD-BLAST) remonte au projet MAD-BLOC précédemment soumis en tant qu?ANR blanche (2008). Ici, nous tenons compte des commentaires portant sur le caractère purement fondamental du projet MAD-BLOC. Nous avons donc rééquilibré le projet en ajoutant un volet appliqué dédié aux systèmes spintronique/valves de spin. Le choix des matériaux ciblés a été affiné en accord d?une part avec la faisabilité et la cohésion du projet, d?autre part avec l?expertise et l?excellence des nouveaux laboratoires associés. Le projet se divise en deux parties interactives : (i) « Design » de nouveaux matériaux d?inter croissance : L?objectif est de créer de nouveaux matériaux déposables sous forme d?inter croissance de couches/multicouches minces dans lesquels les couches minces magnétiques sont naturellement séparées par des blocs non magnétiques par analogie avec les systèmes vannes de spin. Le « design » de ce type de composés semble possible par l?application du concept (développé en chimie supramoléculaire) « d?assemblage de sous-unités structurales », appliqué ici à des oxydes et dérivés (oxy-halogénures) dont les caractéristiques structurales s?apparentent aux cobaltites 2D. De cette manière, la conception d?un matériau unique « multifonctionnel » dans lequel les couches magnétiques et non magnétiques font partie intégrante de sa structure cristalline, est rendue possible. Cet aspect constitue l?originalité même de notre approche. Ce projet se base sur les récentes avancées réalisées dans la classe des cobaltites. Les structures cristallines de ces composés, tels que Ca3Co4O9 ou NaxCoO2, illustrent bien l?inter croissance de différentes sous-unités structurales aux propriétés intrinsèques spécifiques (magnétiques, transport?). Notre objectif est de mettre à profit ces caractéristiques dans le but de modifier/créer de nouveaux matériaux fonctionnels. Pour exemple, des travaux récents ont permis de mettre en évidence dans le système Ba-Co-O/X (X= O, F, Cl, Br), une série de composés à valence mixte de cobalt (+III/+IV) aux propriétés magnétiques complexes. D?un point de vue structural, les composés concernés et leur dimensionnalité peuvent être déduits les uns des autres par la réorganisation de blocs structuraux séparés par des couches anioniques. L?étude des relations ordre magnétique/connectivité inter-blocs a permis de mettre en évidence quelques règles empiriques. Nos résultats montrent la conservation des propriétés intra-blocs et soulignent le rôle des connections inter-blocs qui influencent directement les moments locaux de Co ainsi que le signe et l?amplitude des échanges magnétiques. Dans ce projet, nous proposons de développer ce concept afin de prédire et synthétiser de nouvelles cobaltites 2D par association et/ou modifications locales (substitution chimique, changement de valences?) d?unités structurales disponibles ([CoO2], [Co8O8], ?). Cette approche sera complétée par des calculs ab-initio afin de valider les modèles structuraux et l?ordre magnétique associé. Les composés seront caractérisés d?un point de vue structural, par diffraction des Rayon X, par diffraction des neutrons, par des techniques MET tel que la diffraction électronique et l?imagerie haute résolution (HREM), et physique (propriétés magnétiques et de transport en particulier). Une attention particulière sera portée sur l?évolution des propriétés lors de la préparation des matériaux sous forme de couches minces. (ii) De la poudre au système spintronique : le « design » de composés de type cobaltite, dans lesquels les épaisseurs des couches magnétiques et non magnétiques sont modulées par le nombre de blocs structuraux utilisés dans chaque couche, peut s?avérer particulièrement intéressant pour des applications dans l?électronique de spin. Comme les multicouches Fe/Cr, les cobaltites sont constituées d?inter-croissances (naturelles) de couches magnétiques et non magnétiques. Et les interactions entre couches magnétiques peuvent être modulées via l?épaisseur du bloc non magnétique. Bien que la température à laquelle ce type de composés s?ordonne reste modeste et bien en dessous de l?ambiante, les cobaltites peuvent constituer, d?un point de vue fondamental, un modèle de multicouches dans lequel l?interface magnétique/non magnétique peut être facilement contrôlée puisqu?il n?y a pas d?inter-diffusion possible. En réduisant l?épaisseur globale de la cobaltite déposée à quelques nanomètres (idéalement une ou deux périodes), on peut espérer obtenir une structure de type valve de spin dans un montage comprenant des électrodes magnétiques. Des mesures magnétiques et de transport seront menées dans ce sens et corrélées à des calculs de structures de bande.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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