Des courants de spins de quelques femtosecondes dans une structure spintronique
Les lasers ultracourts permettent de contrôler l’aimantation des matériaux en générant des courants de spin, cruciaux pour des applications comme les mémoires magnétiques et le transport d’information. Cependant, les méthodes classiques reposent sur des processus incohérents, limitant les possibilités de contrôle et les fréquences d’opération.
Une avancée récente impliquant l’équipe DICO du LIDYL réalise une des premières applications de la spectroscopie attoseconde à des matériaux magnétiques. Dans un échantillon de couches alternées de cobalt et de platine (1 nm chacune), courant en spintronique, les résultats révèlent qu’une impulsion laser ultracourte réduit l’aimantation du cobalt en seulement 2 femtosecondes, tout en augmentant simultanément celle du platine. Ces observations, validées par des simulations de premier principe, révèlent un transfert de spin ultrarapide du cobalt vers le platine, contrôlé directement par la forme et la durée de l’impulsion laser, et nettement plus rapide que les mécanismes connus.
Expérience pompe-sonde attoseconde sur une structure spintronique. Les couches de platine et de cobalt sont représentées en vert et bleu, respectivement.
Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour des dispositifs spintroniques, permettant un contrôle plus précis et rapide des courants de spin via des impulsions laser sculptées dans le temps.
“Spin injection across metallic layers at the few-femtosecond timescale”
R. Géneaux, H.-T. Chang, A. Guggenmos, R. Delaunay, F. Légaré, K. Légaré, J. Lüning, T. Parpiiev, I. J. Porter, B. de Roulet, M. Zürch, S. Sharma, M. Schultze et S. R. Leone, , Phys. Rev. Lett. 133, 106902 (2024)
Contact CEA : Romain Geneaux (LIDYL/Dico)
Brèves des labos
Iramis : réduire, réutiliser, recycler…. les plastiques.
Jean-Philippe Renault (NIMBE/LIONS)
Les activités d’IRAMIS en lien avec le cycle de vie des plastiques ont été présentées lors de deux événements récents : en décembre, lors du colloque annuel du Réseau Thématique de Recherche (RTR) PLASTnet du CEA, et en novembre, lors de la conférence interministérielle de l’AIEA.
Le colloque annuel du RTR CEA Plastnet, consacré à « Plastiques et écosystèmes » a vu des présentations du NIMBE sur le recyclage des fibres synthétiques, avec la contribution de Marie Kobylarski, et celle de Fabrice Cousin du LLB/MMB sur la diffusion de neutrons appliquée aux polymères.
Autour de son programme NUTEC-Plastics (NUclear TEChnology for Controlling Plastic Pollution), la présentation faite à l’AIEA s’est insérée dans une série d’évènements sur la pollution plastique, organisés par la France, le Royaume Uni, le Brésil, les Philippines, la Malaisie et l’Indonésie; Elle a permis à Jean-Philippe Renault de présenter les développements récents réalisés au NIMBE en modélisation des nanoplastiques, en collaboration avec l’Institut Joliot du CEA.
Voir la revue du CEA n°6 : Dossier p.28 « Réduire l’impact des plastiques ».
Sites internets WordPress des Unités
Les nouveaux sites internet de l’IRAMIS des Unités implantées sur le CEA Saclay sont en ligne sous WordPress depuis maintenant 6 mois. Après la consolidation de la navigation, de la traduction des sites (version « Fr » et « En »), les sites retrouvent maintenant un régime plus de croisière concernant la diffusion des dernières actualités des Unités : annonces de séminaires, soutenances de thèse, évènements, nouvelles des projets de recherche, publications marquantes… Vous retrouverez ainsi au jour le jour toute la vie et la mémoire des activités de recherche de l’institut IRAMIS. N’hésitez pas à ajouter ces sites dans vos favoris, pour une consultation régulière !
Guillaume Zante (NIMBE/LICSEN) a obtenu son doctorat en 2021 à l’Université de Strasbourg.
Guillaume Zante a obtenu son doctorat en 2021 à l’Université de Strasbourg. Après un premier post-doc d’un an au sein du laboratoire LIONS du NIMBE qui a porté sur la radiolyse de matériaux utiles à l’extraction de radionucléides, il a effectué deux ans de post-doc à l’université de Leicester (Royaume-Uni) où il a développé des procédés de recyclage de métaux critiques. Il a rejoint en 2023 le laboratoire LICSEN du NIMBE, au sein duquel il développe des procédés de recyclage des métaux notamment à l’aide de saumures.
Saumures pour le recyclage des métaux
Évolution de la spéciation (image insérée), et du potentiel redox des couples du cuivre en fonction de la teneur en chlore
Les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) représentent un enjeu environnemental majeur en raison de leur croissance rapide et de leur impact potentiel sur la santé humaine et l’environnement. Le recyclage des métaux essentiels pour les nouvelles technologies contenus dans ces déchets est aussi nécessaire pour pallier en partie la forte croissance de la demande. Mais la purification des métaux est généralement énergivore et nécessite l’emploi de substances nocives, par exemple la cyanuration pour l’extraction de l’argent et de l’or. Les recherches conduites au LICSEN visent à répondre à ces enjeux en développant des procédés plus durables basés sur l’utilisation de saumures pour oxyder/dissoudre et purifier les métaux. Dans ces saumures, des oxydants comme que le fer (III) ou le cuivre (II) sont utilisés pour extraire efficacement des métaux précieux. La présence de sel et la forte teneur en chlore permettent de modifier l’activité de l’eau et du chlore en solution. En conséquence, la spéciation et le potentiel redox des oxydants et métaux précieux est modifié, ce qui rend leur oxydation possible. De la même manière, en ajustant l’activité en eau et en chlore, il est possible de minimiser la formation de couches de passivation sur certains métaux qui empêchent leur dissolution. De plus, le fer (III) ou le cuivre (II) réduits au cours du procédé de dissolution peuvent être régénérés avec l’oxygène de l’air. Cette régénération continue permet de maintenir l’efficacité de dissolution sans nécessiter l’ajout constant de nouveaux oxydants, réduisant ainsi les coûts et les impacts environnementaux du procédé. Des travaux antérieurs ont prouvé la possibilité de dissoudre les électrodes en argent des déchets de panneaux solaires. Les travaux actuels visent à élargir la gamme de saumures étudiée, afin de permettre la dissolution et le recyclage d’autres métaux.
Contact : Guillaume Zante (NIMBE/LICSEN)
Directeur de la publication : F. Daviaud – Comité de rédaction : L. Barbier, G. de Loubens – Réalisation : C. Becquet.