Publications 2016

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Magnetism for understanding catalyst analysis of purified carbon nanotubes
C. Bellouard, G. Mercier, S. Cahen, J. Ghanbaja, G. Medjahdi, J. Gleize, G. Lamura, C. Hérold, B. Vigolo (2016)
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 411, 39-48.

La quantification précise des résidus de catalyseur dans des nanotubes de carbone (NTC) purifiés est souvent un problème majeur pour leur étude soit fondamentale soit à visée applicative. Or les meilleurs NTC sont cultivés avec succès avec des catalyseurs magnétiques. Il est donc possible de suivre la quantité de catalyseurs par des techniques magnétométriques (typiquement via une mesure de l’aimantation par magnétométrie SQUID). L’exemple pris ici est celui des nanotubes de carbone à paroi unique obtenus par décharge en arc de nickel-yttrium puis purifiés par une phase chlore-gaz ou par un traitement standard à base d’acide. L’étude porte sur l’analyse du catalyseur de Ni, étudiée également, pour comparaison, par microscopie électronique à transmission, diffraction des rayons X, analyse par thermogravimétrie et mesures magnétiques. Dans le cas du traitement à base d’acide, toutes les quantifications conduisent à une diminution du Ni nanocristallisé d’un facteur deux. Dans le cas du traitement au gaz halogène, l’analyse et la quantification de la teneur en Ni sont moins directes: une différence énorme apparaît entre la diffraction des rayons X et les résultats de thermogravimétrie. Grâce aux mesures magnétiques, ce désaccord s’explique par la présence d’ions Ni2 +, appartenant à NiCl2 formés lors du processus de purification à base de Cl. En particulier, le composé NiCl2 apparaît sous différentes phases magnétiques / cristallines: paramagnétique ou diamagnétique, ou bien intercalé entre des feuilles de carbone avec une phase magnétique ordonnée à basse température.

Magnetic moment and local magnetic induction of superconducting/ferromagnetic structures subjected to crossed fields: experiments on GdBCO and modelling
Fagnard, J. F., Morita, M., Nariki, S., Teshima, H., Caps, H., Vanderheyden, B., & Vanderbemden, P. (2016)
Superconductor Science and Technology, 29(12), 125004.

Un travail technique est présenté qui permet de mesurer de l’induction magnétique d’un échantillon large, ici une pastille supraconductrice jusqu’à 9 mm de diamètre, pour différentes orientations du champ à l’aide d’un système rotatif beaucoup plus robuste que le « rotator » traditionnel.

Magneto-optical micromechanical systems for magnetic field mapping
A. Truong, G. Ortiz, M. Morcrette, T. Dietsch, P. Sabon, I. Joumard, A. Marty, H. Joisten, B. Diény (2016)
Scientific Reports, 6, 31634.

Une nouvelle méthode pour la cartographie de champ magnétique est décrite. Elle est basée sur la réponse optique de réseaux organisés denses de cantilever magnétiques flexibles. Lorsqu’ils sont soumis au variation de champ magnétique produites par un matériau aimanté, les cantilever s’écartent de leurs positions initiales, ce qui modifie localement la réflectivité de la lumière sur la surface magnéto-optique, permettant ainsi de visualiser les lignes de champ. Un modèle théorique des diagrammes de diffraction, qui tient compte à la fois des interactions magnétiques et mécaniques au sein de chaque cantilever, est proposé et confronté aux données expérimentales.

{[FeII(Tp)(CN)3]4[CoIII(pzTp)]3[CoII(pzTp)]}: a neutral soluble model complex of photomagnetic Prussian blue analogues
Garnier, D., Jimenez, J.R., Li, Y., von Bardeleben, J., Journaux, Y., Augenstein, T., Moos, E.M.B., Gamer, M.T., Breher, F., Lescouezec, R. (2016
Chem Sci, 7(8), 4825-31

Le cube moléculaire, K⊂{[FeII(Tp)(CN)3]4[CoIII(pzTp)]3[CoII(pzTp)]}, est un composé modèle des analogues photomagnétiques de Bleu de Prusse aux propriétés physicochimiques remarquables. Stable en solution avec 6 états redox accessibles, il possède en plus de multiples propriétés magnétiques très intéressantes. Le magnétomètre SQUID et la susceptométrie AC ont été utilisés pour les caractérisations magnétiques de ce composé. Les mesures magnétiques sur SQUID ont permis d’étudier le processus LIETCST (Light Induced Electron Transfert coupled to a Spin Transition) à 20 K sous l’irradiation à 808nm, et les mesures de susceptométrie AC, la relaxation magnétique lente du complexe avant la photo-excitation.

Torque magnetometry of perpendicular anisotropy exchange-spring heterostructures
P. Vallobra, T. Hauet, F. Montaigne, E.G Shipton, E.E. Fullerton, S. Mangin (2016)
J. Appl. Phys. 120, 013903

Jusqu’à présent, la magnétométrie à mesure de couple (en anglais torque magnetometry) a été principalement utilisée pour étudier les propriétés magnétiques de systèmes uniques. Ici, nous l’avons utilisé pour caractériser les configurations magnétiques sous le champ magnétique d’un film mince multicouche, à savoir [Co/Pd]15/TbFeCo. Les résultats expérimentaux sont comparés à une simulation micromagnétique 1D. Le bon accord entre les expériences et les simulations nous permet de déduire l’évolution de la configuration magnétique en profondeur en fonction de l’orientation et de l’amplitude du champ appliqué. La transition de chiralité de la paroi du domaine interfaciale se développant dans la structure peut également être déterminée avec cette technique.

Reproducible formation of single magnetic bubbles in an array of patterned dots
T. Liu, V. Puliafito, F. Montaigne, S. Petit, C. Deranlot, S. Andrieu, O. Ozatay, G. Finocchio and T. Hauet (2016)
J. Phys. D: Appl. Phys. 49, 245002

Ici, nous étudions la nucléation de bulles magnétiques dans des matrices de plots de taille nanométrique et micrométrique. Les conditions de formation de bulles uniques par désaimantation planaire sont étudiées dans le cas de plots circulaires à base de multicouches [Co/Ni] par microscopie à force magnétique et comparées à des calculs micromagnétiques. Après optimisation de la méthode de désaimantation, nous démontrons des taux de réussite élevés dans la nucléation des bulles stables.

Transport and magnetic measurements on Bi2Sr2CaCu2O8 nanowire networks prepared via electrospinning
M.R. Koblischka, X.L. Zeng, T. Karwoth, T. Hauet, U. Hartmann (2016)
IEEE Trans. Appl. Superconductivity 26, 1800605

Les matériaux supraconducteurs permettent de pouvoir passer un large courant électrique sans perte énergétique. Ils sont très étudiés pour leur potentiels industriels dans le domaine du transport de courant ou de la génération de champ magnétique (train à lévitation, IRM). Des réseaux de nanofils supraconducteurs de Bi2Sr2CaCu2O8 (Bi-2212) ont été fabriqués au moyen de la technique d’électrospinning. La technique d’électrospinning permet la croissance de nano-fils longs jusqu’à des longueurs millimétriques, alors que le diamètre des nanofils peut être contrôlé par les paramètres de traitement autour de 100-150 nm. Les matériaux résultants sont des structures en tissu d’environ 4 × 4 mm2 de taille, montrant un grand nombre d’interconnexions et de jonctions entre les nanofils. Comme ces réseaux de nanofils sont une nouvelle classe de matériaux supraconducteurs, nous avons étudié les propriétés de transport électrique (résistance, caractéristiques courant/tension) de ces réseaux de nanofils dans des champs magnétiques appliqués (0-12 T), ainsi que des mesures d’aimantation et de susceptibilité magnétique par magnétométrie SQUID.

Synthesis, structure, and physical properties of new rare earth ferrocenoylacetonates
P.S. Koroteev, Z.V. Dobrokhotova, A.B. Ilyukhin, N.N. Efimov, M. Rouzières, M.A. Kiskin, R. Clérac and V.M. Novotortsev (2016)
Dalton Transactions, 45(15), 6405-6417

Un nouvelle molécule complexe ferrocenoylacetonate pouvant recevoir divers éléments Terre-Rare a été synthétisée et caractérisée magnétiquement. Cette nouvelle molécule présente des hauteurs de barrière thermique (stabilité magnétique) intéressantes par rapport aux molécules existantes.

Spin–orbit torque magnetization switching controlled by geometry
C. K. Safeer, E. Jué, A. Lopez, L. Buda-Prejbeanu, S. Auffret, S. Pizzini, O. Boulle, I. Mihai Miron, G. Gaudin (2016)
Nature nanotechnology, 11(2), 143.

Le contrôle de l’état d’aimantation d’un transistor magnétique par un courant électrique est essentielle pour l’optimisation des nouvelles mémoires tout solide magnétiques (STT-MRAM). Typiquement, dans cette technologie, un courant électrique est injecté dans un élément magnétique en forme de nanopilier, et la commutation repose sur le transfert du moment de spin à partir d’une couche de référence ferromagnétique (une approche connue sous le nom de couple de transfert de spin). Récemment, une technique alternative a émergé qui utilise le couple spin-orbite (SOT) et permet de contrôler l’aimantation sans couche polarisante en transférant le moment angulaire directement à partir du réseau cristallin. Avec le SOT, le courant n’est plus appliqué perpendiculairement, mais se trouve dans le plan du film mince magnétique. Par conséquent, le flux de courant n’est plus limité à une seule direction et peut avoir n’importe quelle orientation dans le plan du film. Ici, nous utilisons la microscopie Kerr pour examiner le mouvement de la paroi du domaine entraîné par le couple spin-orbite dans les fils Co / AlOx avec différentes formes et orientations au-dessus d’une couche de Pt transportant le courant. Le déplacement des parois du domaine est fortement dépendant de l’angle entre la direction du courant et du mouvement de la paroi du domaine, et asymétrique et non linéaire par rapport à la polarité du courant. En utilisant ces aperçus, des dispositifs sont fabriqués dans lesquels la commutation magnétique est entièrement déterminée par la géométrie du dispositif.