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Accueil du site > Reserve Emploi / Thèse / Stages > Thèses 2006-2009 au CRPP : sujets proposés

Synthèse et propriétés physiques de nouveaux aimants uni-dimensionels

Directeur de thèse : Rodolphe Clérac

Eventuelle collaboration extérieure : Hitoshi Miyasaka (Tokyo) ; Wolfgang Wernsdorfer (Grenoble)

Certains « clusters » de métaux de transitions, en particulier une famille de carboxylate de manganèse dite [Mn12], se comportent comme des aimants en dessous d’une certaine température, dite de blocage : on dit alors que ce sont des molécules-aimants.[1] Cette propriété tout à fait exceptionnelle laisse entrevoir, dans un futur encore relativement lointain, la fabrication d’ordinateurs "quantiques", tirant partie d’un effet mémoire à l’échelle moléculaire.[2] En effet, ce type d’aimant permettrait en théorie d’accéder à des densités d’information 10 à 1000 fois plus élevées que les ordinateurs actuels. Pour se faire, il faudrait que les températures de blocage de ces matériaux soient proches de l’ambiante. Récemment, nous avons montré que des chaînes magnétiques permettraient d’obtenir ce même comportement, à des températures plus élevées.[3] L’assemblage unidimensionnel de précurseurs connus, possédant déjà la propriété de molécule-aimant, semble donc une voie d’avenir.[3,4] Dans cette optique, nous proposons un sujet de thèse qui aura pour but la synthèse de nouveaux aimants unidimensionnels, leur caractérisation physico-chimique et enfin la modélisation les différents comportements magnétiques observés. Les synthèses se feront par chimie de coordination en solution. La caractérisation des matériaux obtenus se fera par les techniques usuelles (IR, UV), par des mesures magnétiques et de diffraction des rayons X. Enfin, chaque unité magnétique utilisée pour construire ces composés possédant une forte anisotropie, il sera possible de discuter les résultats expérimentaux à l’aide du modèle d’Ising 1-D dont les propriétés statiques et dynamiques ont été largement étudiées. Le lien avec les matériaux réels nécessitera cependant de prendre en compte la présence de défauts qui coupent les chaînes (effet de taille finie) ou les faibles couplages inter-chaînes qui peuvent être importants pour comprendre les comportements observés à basse température. [1] (a) Gatteschi, D. ; Caneschi, A. ; Pardi, L. ; Sessoli, R. Science 1994, 265, 1054 ; (b) Miyasaka, H. ; Clérac, R. ; Wernsdorfer, W. ; Lecren, L. ; Bonhomme, C. ; Sugiura, K. ; Yamashita, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2801. [2] Leuenberger, M. N. ; Loss, D. Nature 2001, 410, 789. [3] (a) Clérac, R. ; Miyasaka, H. ; Yamashita, M. ; Coulon, C. J. Am. Chem. Soc. 2002,124, 12837 ; (b) Miyasaka, H. ; Clérac, R. ; Mizushima, K. ; Sugiura, K. ; Yamashita, M. ; Wernsdorfer, W. ; Coulon, C. Inorg. Chem. 2003, 42, 8203 ; (c) Coulon, C. ; Clérac, R. ; Lecren, L. ; Wernsdorfer, W. ; Miyasaka, H. Phys. Rev. B 2004, 69, 132408 ; Wernsdorfer W. ; Clérac, R. ; Coulon, C. ; Lecren, L. ; Miyasaka, H. Phys. Rev. Lett. 2005, in press. [4] Ferbinteanu, M. ; Miyasaka, H. ; Wernsdorfer, W. ; Nakata, K. ; Sugiura, K. ; Yamashita, M. ; Coulon C. ; Clérac, R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3090 ; Miyasaka, H. ; Nezu, T. ; Sugimoto, K. ; Sugiura, K. ; Yamashita, M. ; Clérac, R. Chem. Eur. J. 2005, 11, 1592.

Post-scriptum :

Formation requise : physico-chimiste pluridisciplinaire

Financement espéré : MENRT ou Allocation Couplée

Mots clés : chimie de coordination, magnétisme, diffraction des rayons X, matériaux