Modulation de l'effet magnéto-chiral dans les molécules aimants d'ion lanthanide – SWITCH-MChD

Modulation de l'effet magnéto-chiral dans les molécules aimants d'ion lanthanide

Le projet SWITCH-MChD appartient au domaine général des sciences des matériaux moléculaires qui vise à combiner la chiralité et le magnétisme pour l'observation du dichroïsme magnétochiral et sa commutation avec l'objectif à long terme d'utiliser le dichroïsme magnétochiral des lanthanides pour la lecture optique des données magnétiques afin de les manipuler avec des stimuli externes.

Démontrer que le MChD peut être utilisé pour la lecture optique avec une lumière non polarisée des SMM de lanthanides et déclencher la réponse MChD des SMMs de lanthanides par des stimulus externes

Les complexes de lanthanides sont au cœur de ces recherches car ils combinent un grand moment magnétique et une forte anisotropie magnétique due à la forte contribution orbitale au moment magnétique et au couplage spin-orbite, ainsi qu'à des propriétés optiques uniques. Il a en effet été démontré très récemment que l'information magnétique peut être stockée sur des molécules uniques (molécules aimants: SMM) à la température de l'azote liquide. Récemment, la chiralité s'est révélée très intéressante pour contrôler les spins dans les matériaux moléculaires, par exemple par la sélectivité de spin induite par la chiralité (effet CISS), ou par différents comportements d'auto-assemblage et de SMM dans les solides non centrosymétriques. De plus, le dichroïsme magnétochiral (MChD), une absorption différentielle de la lumière non polarisée dans les systèmes chiraux magnétisés, observé pour la première fois en 1997 dans l'ion europium(III) chélaté par des ligands à base de camphrate, est une interaction lumière-matière fascinante. La configuration absolue, la direction de propagation de la lumière et l'orientation relative de l'aimantation entraînent une modification énantiosélective de l'absorption ou de l'émission de lumière non polarisée. La MChD a été étudiée jusqu'à présent pour un nombre limité de systèmes moléculaires chiraux, notamment des pérovskites chirales 2D et des ferrimagnétiques moléculaires. Le rôle crucial du couplage spin-orbite dans la MChD a été récemment mis en évidence. Les complexes à base de lanthanides chiraux, et en particulier les SMMs chirales déjà magnétisées, constituent des cibles idéales pour des études ultérieures. L'objectif de ce projet est de concevoir, synthétiser et étudier des SMMs de lanthanides chirales redox et photo-commutables présentant une réponse MChD. Dans le cadre du projet SWITCH-MChD, nous souhaitons relever plusieurs défis et répondre à des questions fondamentales soulevées par ces systèmes dans les domaines du magnétisme moléculaire/spintronique et de la physico-chimie : - La synthèse de systèmes de lanthanides chiraux commutables est-elle possible ? - L'isolement des états photoisomérisés/oxydés de tels systèmes est-il possible ? - La commutation in situ est-elle accessible dans un magnétomètre SQUID ou un dispositif MChD ? - Comment les processus redox et de photo-irradiation affectent-ils le MChD ? - Comment rationaliser le MChD des lanthanides par calculs quantiques ? Le projet de recherche fondamentale SWITCH-MChD générera des connaissances scientifiques et des publications dans des revues de premier plan, contribuant ainsi au rayonnement de la recherche française dans le domaine du magnétisme moléculaire et, plus généralement, dans celui des sciences des matériaux moléculaires.