CE07 - Chimie moléculaire et procédés associés pour une chimie durable

Magnetoelectric Molecular Materials – MEMORi

Submission summary

Les matériaux magnéto-électriques (ME) associent une aimantation (M) et une polarisation (P) à travers des couplages croisés M(E) et P(H) conduisant ainsi à des matériaux pour le développement de stockage de l’information haute-densité, la spintronique et des dispositifs basse-consommation grâce à l’interaction entre les deux propriétés. Modifier M ou P par l’application d’un champ magnétique ou électrique réduirait la consommation énergétique dans de nombreux dispositifs. Néanmoins, la conception de tels matériaux multifonctionnels est difficile de par l’origine phénoménologique des deux propriétés qui tendent à s’exclure mutuellement. De plus, une des questions fondamentales concerne le couplage dans le but de pouvoir contrôler une propriété par l’autre. A ce titre, la modification de la polarisation et de l’aimantation par application d’un champ électrique ou magnétique de faible magnitude représenterait une avancée majeure.

Alors que la grande majorité des matériaux ME appartiennent aux oxydes métalliques, nous proposons d'investiguer une famille originale de matériaux moléculaires ME qui n'ont jusqu'à présent été que très peu étudiés.
MEMORI est un projet fondamental au croisement de différentes disciplines impliquant la chimie de coordination et des matériaux, la photoluminescence et des études physiques dans le but de concevoir et d'étudier des matériaux ME moléculaires présentant un fort couplage entre propriétés. Il se propose d'amener des percées scientifiques par la compréhension des paramètres et mécanismes affectant les propriétés ferroélectriques et par l'étude de la synergie entre propriétés magnétiques et ferroélectriques. Jusqu’à présent, l’étude des propriétés électriques de matériaux moléculaires s’avère difficile de par la nécessité d’obtenir des échantillons denses pour obtenir des données pertinentes. Cela requiert de développer de nouvelles méthodologies adaptées pour les matériaux moléculaires. De plus, le projet se propose d’amener des percées à travers la compréhension des paramètres affectant la ferroélectricité jusqu’à l’étude de la synergie entre propriétés magnétiques et ferroélectriques.
Dans un contexte plus général, nous espérons démontrer que les matériaux moléculaires peuvent être compétitifs en termes de propriétés tels que la ferroélectricité avec des oxydes métalliques permettant de les considérer comme candidats potentiels pour de futures applications.

Les deux objectifs principaux du projet MEMORI sont donc:
i) Le design de ferroélectriques moléculaires paramagnétiques avec une grande stabilité chimique et basés sur l’association entre des ions lanthanides et des ligands chiraux de type base de Schiff. Un effort sera apporté pour obtenir des systèmes avec une température de Curie électrique/décomposition élevée et différentes méthodes de mise en forme (monocristaux, films minces, céramiques moléculaires). Un accent sera mis sur le développement de méthodologies pour caractériser les propriétés électriques dans le but d’obtenir une compréhension générale de l’origine de la ferroélectricité dans ces complexes moléculaires.
(iii) Mettre en évidence et comprendre le couplage magnéto-électrique. Nous souhaitons apporter la preuve de concept que les matériaux visés peuvent être utilisés pour concevoir des systèmes dans lesquels l'information est stockée au niveau électrique mais détectable et contrôlable par l'application d'un champ magnétique et vice versa. De tels résultats représentaient une avancée majeure dans le domaine des matériaux moléculaires et de la chimie de l’état solide.

MEMORI repose sur l’expertise complémentaire entre deux différents partenaires (ICGM et ICMCB). Ce projet de quatre ans constitue donc un sujet multidisciplinaire allant de la synthèse des matériaux moléculaires visés, leur mise en forme, la compréhension des propriétés diélectriques jusqu’à l’étude du couplage ME.

Project coordinator

Monsieur Jérôme LONG (Institut de chimie moléculaire et des matériaux - Institut Charles Gerhardt Montpellier)

The author of this summary is the project coordinator, who is responsible for the content of this summary. The ANR declines any responsibility as for its contents.

Partner

ICMCB INSTITUT DE CHIMIE DE LA MATIERE CONDENSEE DE BORDEAUX
ICGM Institut de chimie moléculaire et des matériaux - Institut Charles Gerhardt Montpellier

Help of the ANR 433,285 euros
Beginning and duration of the scientific project: January 2020 - 48 Months

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