Plateforme commune de magnétomètrie à SQUID

crée en Mars 2008 Partenariat : LPMCN, LMI et ICL

Responsables : Dominique LUNEAU (LMI) et Véronique DUPUIS (LPMCN)

Le SQUID est le dispositif permettant la mesure de champs magnétiques avec la plus grande sensibilité de

(~

10 -15 Tesla

i.e. qq milliardièmes de champ terrestre)

NANO CARACTERISATION en recherche appliquée et fondamentale



au niveau des agrégats moléculaires, des supra et des nano-aimants.



au niveau de la catalyse : Catalyseur à base de métaux de transition



au niveau de la santé : Théragnostique (imagerie et vecteur de médicaments)

Collaborations : , , , …

Plateforme commune de magnétomètrie à SQUID

crée en Mars 2008 Partenariat : LPMCN, LMI et ICL

Responsables : Dominique LUNEAU (LMI) et Véronique DUPUIS (LPMCN)

Photo de l’installation du Squid au Sous Sol du bâtiment Grignard

Acquisition en 2008

• Magnétomètre à SQUID MPMS-XL5 Quantum Design •Domaine température de 1.9 à 350K •Champ magnétique jusqu’à 5 Tesla • Equipé d’une sonde pour les mesures en champ alternatif (sonde AC) • avec Liquéfacteur d’hélium intégré (refroidi à l’air extérieur).

HISTORIQUE

FINANCEMENT 2007-2008

CNRS, UCBL et Région

: 296k € + aménagement local 40 m

2

au LMI (DIRPAT + LPMCN)

Thèses soutenues :

Thèse de Ana BORTA (Oct. 2009) : Matériaux Magnétiques Moléculaires : Polymétalliques à base d’éléments d et f Thèse de Olga IASCO (… 2012) : Molécules aimants à base de clusters polymétalliques Thèse Nils Blanc (Déc. 2009) : Nanoparticules magnétiques bimétalliques : agrégats CoPt chimiquement ordonnés Thèse Arnaud Hillion (Oct. 2012): Interaction Magnétiques dans des assemblées d’agrégats Thèse José A. Flores-Livas (Oct. 2012): Magnétisme et supraconductivité dans les systèmes nanocages

ACTUELLEMENT : Option Magnet reset : 7.5 k€ (ANR DYSC 2009, LPMCN) 1 Personnel CNRS affecté: Ruben CHECA (AI depuis Décembre 2010) 4 thèses (2 LPMCN + 2 LMI), 1 Post Doc (LPMCN) en cours

Thèse de Antony … : Molécules complexes magnétiques Stage M2: Frédéric Guégant : … Thèse de Simon Oyarzun (en cours) : Magneto-transport dans des agrégats magnétiques Thèse Ghassan Khadra (en cours): Nano catalyseurs magnétiques FeCo Post Doc Oksana Gaier (ANR DYSC 2012) en co-tutelle avec Institut Néel: Dynamique nanoaimant unique

Exemples de collaborations récentes

Groupe Nanostructures Magnétiques (LPMCN)

Défi

G3N

Mission Interdisciplinarité

MI

Mission Interdisciplinarité

NANOS (G3N): Nanomédecine & Nanométrologie

Etude par Susceptibilité AC des Interactions dipolaires dans des films langmuir Blodget d’oxyde de fer Biodégradation d’agents de contrastes magnétiques in vivo, après injection P904 à différentes doses dans rate, foie et aorte de souris saines et obèses. Magnéto-résistance géante dans des assemblées superparamagnétiques d’agrégats dilués Co@Cu

4 nm 6.4 nm

Ajustement « triple » fit sur catalyseurs magnétiques: Effet de la taille sur le rendement de synthèse Fischer Tropsch pour la production d’hydrocarbures artificiels.

Interaction magnétique RKKY dans des assemblées d’agrégats de différentes concentrations Co@Cu par mesures à rémanence IRM-DcD

PROJET Acquisition PPMS : Mesures Physiques sous champ magnétique et basses températures Options disponibles pour PPMS-9/EverCool-II depuis 2010

•Chaleur Spécifique (microcalorimètrie)

50 k €

• Magnététomètrie (AC susceptibilité, VSM)

30k € 55 k €

• Transport électrique (AC/DC, Hall + sonde fibre optique, micro-onde)

15k € Nouvelle Option disponible

•Cryostat à dilution jusqu’à 50 mK : Mesure sur nano-objet unique

130 k € Plateforme versatile à reliquéfaction He de Mesures Physiques

à Températures variables (

1.9 à 400 K

) et sous Champ magnétique (

9 Tesla

)

220 k €

Total sur 3 ans: 500 k €

Exemples d’études en 2009

Groupe Nanostructures Magnétiques (LPMCN)

Ajustement « triple » fit sur nano-agrégats magnétiques dilués dans une matrice

4.0x10

-9 2.0x10

-9

D m ω m K eff

= 2.45 nm = 0.35

= 0.38 MJ.m-3 1.069

Canne de magnéto-transport 1.068

1.067

Co n in Au R(H) 2K GMR ~6 ‰

1.066

1.065

1.064

1.063

-40000 -20000 0 20000 40000 magn. field [Oe]

Magnétorésistance Susceptibilté et aimantation

A. TAMION et al.Appl. Phys. Lett. 95 062503 (2009)

Groupe Nanomatériaux Sous Conditions Extrêmes (LPMCN)

Supraconductivité dans la phase haute pression trigonal de BaSi

Une supra de type II

6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3

Etat supra Etat normal

-4 -5 -6 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 Ha/1e3 (Oe)

H c2 ~ 7000 Oe H c1 ~ 300 Oe ξ ~ 150 Ǻ λ ~ 1500 Ǻ z Des plans Si-2D

2

Contrôle du couple {pression,temp} pour la synthèse :

1) Contrôle du caractère bidimensionnel des plans Si (variable z) 2) Possibilité de doubler la temp. de transition supra

T s ~5K 4.5GPa

700 ° C T s ~9K 4.5GPa

1100 ° C

Groupe cristallographie et ingénierie moléculaire (LMI)

Mesure de la susceptibilité magnétique sur les trois directions a, b, c d’un cristal d’un complexe de Cobalt

Cristal : Monoclinic , C2/c

a = 23.301(5)A˚ b = 19.440(5)A˚ c = 17.175(5)A˚ β = 94.578° V = 7754.96 Å 3

[Co 2 (sym-hmp) 2 ](BPh 4 ) 2 ]

a

// H

Monocristal orienté dans la paille pour la mesure Squid



( cm3mol-1 ) 0.2

0 100 axis

c

- green axis

b

- red axe a - black 200 T(K) 300

1 % Co n dans Au