TERC3 - Tremplin-ERC

Approches moléculaires vers les matériaux ferroélectriques multifonctionnels – MolFerro

Résumé de soumission

Les matériaux ferroélectriques construits à partir d’entités moléculaires sont aujourd'hui à la pointe des recherches en chimie et physique de la matière condensée. Le principal défi auquel font face ces matériaux est non seulement l’obtention d'une grande polarisation mais aussi une synergie avec d'autres fonctionnalités. Relever ce défi nécessite une chimie de synthèse centrée sur de nouveaux paradigmes pour contrôler les mouvements électroniques, atomiques, et moléculaires, pour (a) une grande polarisation, (b) l’émergence simultanée de magnétisme, et enfin (c) une polarisation photo-contrôlée. Le projet MolFerro vise à développer de tels matériaux en utilisant trois approches originales et inexplorées. Dans la partie (a), je propose d'exploiter la liaison halogène comme une nouvelle source de ferroélectricité. Le dipôle formé par la liaison halogène sera intégré dans des réseaux supramoléculaires judicieusement conçus pour orienter le mouvement de l'halogène et du transfert de charge dans une direction privilégiée. L’émergence contrôlée du dipôle induira une forte polarisation. Dans la partie (b), je vais concevoir des réseaux métallo-organiques supportant des interactions de transfert de charge à orientation contrôlée. L'interaction de transfert de charge uniaxiale induira la ferroélectricité, et le réseau de coordination soigneusement conçu engendrera une phase aimant. En particulier, l'organisation rationnelle des briques induira l’émergence simultanée de ces deux propriétés physiques. Enfin, dans la partie (c), j'explorerai les transitions de phase photo-induites de différents matériaux à transfert de charge, à l’aide d’un spectromètre optique élaboré pour engendrer des mouvements électroniques et moléculaires par la lumière. Cela autorisera pour la première fois une photo-commutation réversible de la ferroélectricité et des propriétés magnétiques émergentes. Dans son ensemble, MolFerro permettra le développement d'une famille originale de matériaux présentant diverses des caractéristiques spécifiques qui sont jusqu'à maintenant absentes de tous les systèmes ferroélectriques moléculaires connus. Enfin, cette plate-forme contribuera à la mise au point de dispositifs contrôlables par stimuli multiples et ultrarapides, pour des domaines d'applications tels que la détection, le stockage d'information, les actionneurs mécaniques et la récupération d'énergie.

Le succès de MolFerro ouvrira la voie à de nouvelles approches de design pour la prochaine génération de matériaux ferroélectriques. L'expertise de la candidate, le Dr Ie-Rang Jeon, dans les synthèses élaborées et les études physiques approfondies de matériaux à base de molécules, la place dans une position unique pour poursuivre cette recherche interdisciplinaire. Le soutien de l'ANR tremplin-ERC sera d'une importance vitale pour l'obtention de résultats préliminaires et ainsi améliorer le dossier soumis aux prochains appels du ERC Starting Grant.

Coordination du projet

Ie-Rang JEON (Institut des Sciences Chimiques de Rennes)

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

ISCR Institut des Sciences Chimiques de Rennes

Aide de l'ANR 147 613 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2017 - 18 Mois

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