Service de Physique de l'Etat Condensé

15 décembre 2016
Bistabilité magnétique de molécules individuelles sur surface ferrimagnétique
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La réalisation de dispositifs basés sur l’électronique de spin (spintronique) où une molécule magnétique est le composant actif est un objectif de premier plan dans le domaine du magnétisme moléculaire. La collaboration entre des groupes de physiciens et de chimistes, théoriciens et expérimentateurs avec le soutien du Laboratoire d’excellence NanoSaclay a permis de mettre en évidence la présence d’une bistabilité magnétique à l’échelle de la molécule individuelle. Pour ceci, les chercheurs ont greffé de manière covalente différentes molécules magnétiques (phosphonates à base de cobalt ou nickel) sur une surface ferrimagnétique d’oxyde de fer (Fe3O4). Ils ont mis en évidence, grâce à la combinaison de plusieurs techniques de caractérisation de surface, un greffage covalent d’une monocouche de molécules sur le film magnétique.

Des études de dichroïsme magnétique des rayons X sur la ligne DEIMOS du Synchrotron SOLEIL ont ensuite révélé la présence d’un couplage magnétique à l’interface molécule/film magnétique et la modification de l’anisotropie magnétique des molécules (selon le métal de transition considéré) conduisant à la présence d’un cycle d’hystérèse des molécules individuelles. Les calculs théoriques permettent de rationaliser les données expérimentales. Ces études ouvrent des perspectives de réalisation de dispositifs de spintronique moléculaire.

 

A gauche: vue schématique du complexe moléculaire magnétique greffé sur une surface d’oxyde de fer Fe3O4. A droite: cycle d’hystérèse de la surface magnétique (rouge) et des molécules individuelles greffées (bleu).


Référence :

Engineering the magnetic coupling and anisotropy at the molecule–magnetic surface interface in molecular spintronic devices,
V. Campbell, M. Tonelli, I. Cimatti, J.-B. Moussy, L. Tortech, Y. J. Dappe, E. Rivière, R. Guillot, S. Delprat, R. Mattana, P. Seneor, P. Ohresser, F. Choueikani, E. Otero, F. Koprowiak, V. Gopal C.hilkuri, N. Suaud, N. Guihéry, A. Galtayries, F. Miserque, M.-A. Arrio, P. Sainctavit & T. Mallah, Nature Communications 7, 13646 (2016) .

Contacts CEA-IRAMIS: Yannick Dappe (IRAMIS/SPEC/GMT), Jean-Baptiste Moussy (IRAMIS/SPEC/LNO), Ludovic Tortech (IRAMIS/NIMBE/LICSEN)

Collaboration :

 

Maj : 09/02/2017 (2682)

 

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