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Température et couplage

La compréhension des effets de la température sur les propriétés magnétiques de nanostructures magnétiquement couplées permet de révéler les mécanismes fondamentaux de ces couplages. Egalement, cette compréhension permet d’examiner et d’anticiper la stabilité de dispositifs qui sont soumis à des variations de température. Pour ces raisons, de nombreuses études en recherche et développement portent sur le comportement en température. Les matériaux sont généralement soumis à des variations de températures en passant sous la température d'ordonnancement magnétique (températures de Curie, de Néel ou/et de Blocage).

De plus, la compréhension des effets magnétiques sur la température au sein des matériaux reçoit une attention toute particulière à travers les effets magnétocaloriques et d’hyperthermie. Le premier cité permettrait de modifier les technologies de réfrigération tandis que le second est exploré pour des applications médicales dans le traitement localisé de cellules malignes. L’utilisation de nanostructures magnétiques pour obtenir ces effets attirent un intérêt grandissant. De nombreuses questions restent ouvertes, en particulier l’intérêt d’un couplage dans des multicouches pour obtenir un effet magnétocalorique important, ou de couplage interne aux nanoparticules pour des effets d’hyperthermies.

L’ensemble de ces études sont menées en étroite collaboration avec le Département dePhysique de l’Université de Johannesbourg.

Lors de ces dernières années, nous avons étudié le comportement en température de bicouches couplées par échange, et avons pu démontré la non stabilité des énergies magnétiques en dessous des température d’ordonnancement, celles de Curie, de Néel et de blocage. Ce type d’étude démontre, et permet la quantification de la sensibilité en température des dispositifs basés sur les propriétés magnétiques de ces nanostructures. [J. Richy Thèse Brest 2016, INTERMAG 2015]

1. nous avons entrepris de caractériser le comportement angulaire et en température de matériaux multiferroiques couplés par échange. Pour cela, nous avons développé un cryostat à immersion permettant des mesures à 77K et s’intégrant dans notre magnétomètre vectoriel à échantillon vibrant.

2. nous avons développé un modèle théorique permettant de déterminer le renversement magnétiques de nanoparticules couplées par échange. L’originalité de ce travail est qu’il inclut la dispersion en tailles d’une assemblée de nanoparticules. Ce modèle est disponible en open source en suivant le lien suivant: https://github.com/LabMagUBO/StoneX.

3. nous développons actuellement des études sur des nanoparticules afin de caractériser leurs propriétés en température avec pour objectif de caractériser expérimentalement des propriétés hyperthermiques, et/ou magnétocaloriques.