| Profil détaillé |
Poste de maître de conférence en 28e section à l’Institut de Minéralogie et de Physique
des Milieux condensés de l’Université Pierre et Marie Curie.
Personne à contacter : Philippe.Sainctavit@lmcp.jussieu.fr
Spectroscopies magnétiques de nanoparticules et de molécules aimants
Le thème des nanoparticules magnétiques d'oxyde de métaux de transition, qu’elles
soient synthétiques, naturelles ou même biogéniques, est situé aux interfaces de
la physique, de la chimie et des sciences de la Terre. Les anisotropies magnétiques
locales des nanoparticules magnétiques sont le facteur clé des propriétés macroscopiques
de ces objets. Elles sont directement reliées à la taille des particules et résultent
d'anisotropies locales, de cœur et de surface, éventuellement influencées par des
interactions interparticulaires. Le paléomagnétisme, qui permit en son temps la première
vérification convaincante de la tectonique des plaques, repose sur la mesure macroscopique
de l’aimantation rémanente des roches. Cette aimantation est presque exclusivement
due aux particules dont la taille nanométrique induit un blocage de l’aimantation.
Les phénomènes atomiques qui en sont responsables sont encore quasiment inexplorés.
Les systèmes que nous étudions sont des nanospinelles ou des molécules aimants.
Des spinelles magnétiques, monodisperses et d’excellente cristallinité, peuvent
être synthétisés à basse température, par chimie douce, en collaboration avec des
laboratoires de chimie de l’UPMC. Ils peuvent aussi être biominéralisés par des bactéries
magnétotactiques produisant des chaînes intracellulaires de nanomagnétites. Plus
simplement, ce sont aussi des phases minérales naturelles que l’on rencontre dans
les roches et qui sont responsables des signatures paléomagnétiques (collaborations
avec l’Institut de Physique du Globe de Paris).
Des systèmes quantiques comme les molécules à haut spin sont utilisés comme modèle
de particules totalement monodisperses. Leur taille très réduite, inférieure à 10
Å, rigoureusement calibrée couplée à l’existence d’anisotropies magnétiques en font
des molécules aimants qui à très basse température présentent des propriétés physiques
totalement originales comme les différents effets tunnels quantiques (collaborations
avec les laboratoires de magnétisme moléculaire d’Ile de France).
La force des spectroscopies magnétiques chimiquement sélectives permet d’explorer
les interactions magnétiques intramoléculaires de ces systèmes. L'utilisation couplée
de techniques macroscopiques (mesures magnétiques par SQUID) et locales, spectroscopies
magnétique d'absorption X (XMCD) et Mössbauer, conduit à la détermination des moments
magnétiques de spin et d'orbite portés par les différents ions métalliques.
La spectroscopie magnétique d'absorption X, chimiquement sélective et directement
sensible à l'anisotropie magnétique et au moment orbital, ouvre un champ d'investigation
large, avec la possibilité de mesures à très basse température (200 millikelvins)
à l'aide de notre cryostat développé en collaboration avec J.-P. Kappler (Institut
de Physique et de Chimie des Matériaux de Strasbourg). Couplé à un détecteur de fluorescence
nous sommes en état de faire des mesures sur des nanoparticules dispersées dans des
matrices (polymères ou verres) et sur les éléments en faible concentration dans la
particule. En attendant les lignes magnétiques du synchrotron SOLEIL (2007), ce dispositif
expérimental est monté alternativement sur les différents synchrotrons européens
: BESSY II (Berlin), ELETTRA (Trieste), ERSF (Grenoble) ou SLS (Zurich).
La personne recherchée sera engagée dans les développements instrumentaux des dispositifs
de mesures XMCD. Participant activement aux expériences, elle conduira aussi l’analyse
des signaux expérimentaux en étroite collaboration avec le groupe de calculs ab initio
de notre Institut.
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