Organisation contrôlée de nanoparticules magnétiques sur matériaux 2D pour des propriétés de transport innovantes – COM2D

Alors que les propriétés spintroniques du graphène (Gr) peuvent être modifiées par effets de proximité, l’utilisation de substrats ou couches magnétiques conductrices n’est pas adaptée pour certains dispositifs. Les courants de spin et les effets de magnétorésistance dans le Gr peuvent aussi être influencés par la présence de moments magnétiques locaux (défauts, atomes/molécules). L’ajout d’adsorbats est donc une méthode puissante pour ajuster non seulement les propriétés électroniques, mais également le comportement spintronique du Gr. Par ailleurs, ce dernier autorise la diffusion de surface et l’auto-assemblage de nano-objets préformés. Ces processus peuvent permettre une organisation de nanoparticules, en utilisant soit des paramètres standards (température, flux, taille…) soit une force extérieure (magnétique/électrique).
L’objectif principal du projet COM2D est d’induire de manière contrôlée des propriétés de magnéto-transport dans le Gr, par des effets de proximité avec des assemblées de nano-aimants bien définies. De telles propriétés spintroniques innovantes (magnétorésistance de proximité, courants de spin, anisotropie et effets unidirectionnels/non-réciproques…) ouvriraient la voie à des nouveaux dispositifs manipulables par une tension de grille et/ou un contrôle extérieur de l’état magnétique. Nous réaliserons des nano-systèmes hybrides 0D/2D originaux et auto-assemblés, constitués de nanoparticules magnétiques (FePt) sélectionnées en taille et déposées sur un matériau 2D (graphène). Nous caractériserons aussi les phénomènes d’interface (dopage, structure électronique, magnétisme induit, anisotropie, couplage…) avec différents substrats à base de Gr, en allant des particules isolées aux assemblées plus denses de particules couplées, présentant différentes morphologies. Le comportement spécifique des nano-aimants (effets de taille finie) ainsi que leur organisation contrôlée, devraient résulter en une modulation spatiale des propriétés du système.