Ingéniérie des Propriétés Magnétiques des MXènes Bidimensionnels – MAGMXENES

Les MXenes forment actuellement le sujet de recherche sur les matériaux 2D connaissant l’expansion la plus rapide, en raison de propriétés structurelles et physiques exceptionnelles. Les MXenes sont prometteurs pour de multiples applications, incluant spintronique et capteurs magnétiques. Pourtant, les efforts portés sur le magnétisme restent limités car Fe, Ni et Co sont incompatibles avec les phases MAX, précurseurs des MXenes, ces derniers étant obtenus par gravure sélective de l’élément A. Pour contrôler les propriétés magnétiques des MXenes, nous proposons d’intercaler Fe dans des structures MXenes à quelques couches en condition d’ultra-vide (UHV) et à température variable. Produire des MXenes avec diverses terminaisons de surface (-F, -OH, =O, -Cl, -Br), associé à une étude fouillée de leur désorption thermique, nous permettra d’obtenir des surfaces partiellement ou non-fonctionnalisées de manière contrôlée. La surface non fonctionnalisée de divers MXenes (Ti3C2, Ti2C) sera fonctionnalisée par déposition in situ de Fe, qui sera intercalé à différentes températures et mesuré in situ par spectroscopie Auger. Ceci permettra la synthèse de MXenes avec des propriétés magnétiques originales. La compréhension de la relation structure-magnétisme de MXenes intercalés avec Fe forme le coeur du projet. Synthèse et caractérisation au LMGP, combinées avec la caractérisation magnétique en environnement UHV à l’Université de Duisbourg-Essen et avec la spectroscopie à rayons X durs polarisés sous fort champ magnétique (ESRF), une technique sélective par élément, sont à même d’infléchir positivement la marche vers l’établissement d’une technologie fiable de MXenes magnétiques.