Plateforme commune de magnétomètrie à SQUID crée en Mars 2008Partenariat : 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 (~ 10-15Tesla 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 2008Partenariat : LPMCN, LMI et ICL Responsables: Dominique LUNEAU (LMI) et Véronique DUPUIS (LPMCN)

• 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).

Acquisition en 2008

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

ACTUELLEMENT :

Option Magnet reset : 7.5 k€ (ANR DYSC, LPMCN)

1 Personnel CNRS affecté: Ruben CHECA (AI depuis Décembre 2010)

4 thèses (3 LPMCN + 1 LMI), 1 Post Doc (LMI) en cours

Collaborations : , , …

Thèse de Olga IASCO (en cours) : Molécules aimants à base de clusters polymétalliques Post Doc Ghenadie Novitchi : Moldavie, IIF Marie-Curie fellow, EU

Thèse Arnaud Hillion (en cours): Interaction Magnétiques dans des assemblées d’agrégatsThèse de Simon Oyarzun (en cours) : Magneto-transport dans des agrégats magnétiquesThèse José A. Flores-Livas (en cours): Magnétisme et supraconductivité dans les systèmes nanocages

HISTORIQUE

REALISATIONS 2009 :

Thèse de Ana BORTA (Oct. 2009) : Matériaux Magnétiques Moléculaires : Polymétalliques à base d’éléments d et f

Thèse Nils Blanc (Déc. 2009) Nanoparticules magnétiques bimétalliques : agrégats CoPt chimiquement ordonnés

FINANCEMENT 2007-2008 CNRS, UCBL et Région : 296k€

+ aménagement local 40 m2 au LMI (DIRPAT + LPMCN)

Groupe Nanomatériaux Sous Conditions Extrêmes (LPMCN)Supraconductivité dans la phase haute pression trigonal de BaSi2

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

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

M (

e.m

.u p

er m

ol f.u.)

Ha/1e3 (Oe)

Etat supraEtat normal

Une supra de type II

Hc2 ~ 7000 Oe

Hc1 ~ 300 Oeξ ~ 150 Ǻ

λ ~ 1500 Ǻ

2) Possibilité de doubler la temp. de transition supra

1) Contrôle du caractère bidimensionnel des plans Si (variable z)

z

Contrôle du couple {pression,temp}

pour la synthèse :

Des plans Si-2D

Ts~5K4.5GPa700°C

Ts~9K4.5GPa1100°C

0 50 100 150 200 250 3000.0

2.0x10-9

4.0x10-9

m (A.m²)

T (K)

-4 -2 0 2 4

-2.0x10-8

-1.0x10-8

0.0

1.0x10-8

2.0x10-8

m (A.m²)

µ0H (T)

Langevin

HT

ZFC

FC

0 50 100 150 200 250 3000.0

2.0x10-9

4.0x10-9

m (A.m²)

T (K)

-4 -2 0 2 4

-2.0x10-8

-1.0x10-8

0.0

1.0x10-8

2.0x10-8

m (A.m²)

µ0H (T)

Langevin

HT

ZFC

FC

Ajustement « triple » fit sur nano-agrégats magnétiques dilués dans une matrice Canne de magnéto-transport

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

Dm = 2.45 nmωm = 0.35Keff = 0.38 MJ.m-3

-40000 -20000 0 20000 40000

1.063

1.064

1.065

1.066

1.067

1.068

1.069

Con in Au

R(H) 2KGMR ~6‰

resis

tivity []

magn. field [Oe]

Magnétorésistance

1 % Con dans Au

Groupe Nanostructures Magnétiques (LPMCN)

Groupe cristallographie et ingénierie moléculaire (LMI)

[Co2(sym-hmp)2](BPh4)2]

a // H

Monocristal orienté dans la paillepour la mesure Squid

Cristal : Monoclinic , C2/ca = 23.301(5)A˚ b = 19.440(5)A˚ c = 17.175(5)A˚

β = 94.578°V = 7754.96 Å3

0 100 200 300

0.2

(cm3mol-1)

T(K)

axis c - greenaxis b - redaxe a - black

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

Susceptibilté et aimantation

Exemples d’études récentesExemples d’études récentes

Plateforme versatile à reliquéfaction He de Mesures Physiques

à Températures variables (1.9 à 400 K) et

sous Champ magnétique (9 Tesla)

50 k€

34k€ 55 k€

7.5k€

15k€

Options disponibles pour PPMS-9/EverCool-II depuis 2010

• Cellule haute pression (3-20 GPa)

•Chaleur Spécifique (microcalorimètrie)

• Magnététomètrie (AC susceptibilité, VSM)

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

• Transport thermique (sonde multifonction et thermomètre)

220 k€

Total :

382 k€

PROJET Acquisition PPMS : Mesures Physiques sous champ magnétique et basses températures

Mesures Physiques à basses Températures et sous champ : FINANCEMENT possible ?

• Module de Base avec Température : (Labex iMust: ~ 230 -180 k€ ?)

• Magnétisme et Transport : ANR Blanche STORM 2011, Véronique DUPUIS+ ANR Magnétisme Moléculaire, Dominique LUNEAU : ~ 75 -100 k€

• Chaleur Spécifique : ANR Thématique PROGELEC 2011, Stéphane PAILHES: ~75-100 k€ + Cellules hautes pression ?

Accessoires possibles mais non Compris:

• Cellules haute pression

BeCu : 3 GPa (Ø=4mm) Enclume Diamant : 20 GPa

• Four entre 400 et 800 K sur VSM : ~ 15 k€

•Sonde Multi-Fonction Pré-connectée pour l’amenée de fibre optique, micro-onde : ~ 10 k€

Total :

382 k€

? k€

Plateforme versatile à reliquéfaction He de Mesures Physiques

à Températures variables (1.9 à 400 K) et

sous Champ magnétique (9 et 14 Tesla)

50 k€

Options disponibles pour PPMS-DynaCool depuis 2010

• Spectroscopie : SNOM, STS (He4)

• Microscopie high resolution :

AFM, MFM (resol. < 20 nm),

Raman Confocal sous H ( 400<<1600 nm)

• Toutes les Options PPMS jusqu’à 14 T

mais refroidi à l’eau !

? k€

Microscopie AFM, STM, MFM, ConFocal à basse température et sous champ

•Spectroscopie et Microscopies high resolution : PPMS + Attocube:

• Intérêt en Magnéto-optique : FINANCEMENT possible avec Nanoptec, autres…?

? k€