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Commutation femtoseconde de nanocristaux magnétiques

25 juin 2012

IPR - UMR 6251

Les cristaux photomagnétiques et photochromiques peuvent se trouver dans deux états caractérisés par des couleurs et des propriétés magnétiques différentes. Des physiciens de l’Institut de Physique de Rennes (CNRS / Univ. Rennes 1) et des chimistes de l’Institut de Chimie Moléculaire et Matériaux d’Orsay (CNRS / Univ. Paris Sud), viennent de démontrer la possibilité de commuter d’un état à l’autre des nanocristaux d’un tel matériau sur une échelle de temps d’un dix millième de nanoseconde. Ces travaux, qui ouvrent de nouvelles perspectives dans le domaine du stockage d’information à haute densité et à adressage ultrarapide, font l’objet d’une publication dans la revue Angewandte Chemie International Edition.

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Pour arriver à leurs fins, les chercheurs ont synthétisé des cristaux moléculaires nanométriques à base d’un complexe organique de Fer III ayant la possibilité de commuter entre deux états (dits haut spin et bas spin). A ce changement d’état électronique est aussi associé un changement de couleur. Les chercheurs ont démontré la possibilité de commuter des nano-cristaux entre ces deux états à l’aide d’impulsions laser ultra-brèves. L’étude du mécanisme par des mesures optiques ultra-rapides a démontré que le passage d’un état à l’autre se fait à travers un état électronique excité par la lumière. La réorganisation moléculaire associée au changement d’état de spin implique une limite physique au temps de basculement vers l’état haut spin à quelques centaines de femtosecondes. Les chercheurs poursuivent actuellement ces études sur la source de rayons X de dernière génération X-FEL1 à Stanford.

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Signature optique de la commutation de nanocristaux (insert) photomagnétiques et photochromiques.
Le spectre optique (longueur d’onde en nm) évolue dans le temps après excitation laser, entre l’état BS (bleu) et HS (bandes rouges) via un état électronique intermédiaire (bande jaune).

1 Laser Electron Libre de Rayons X, Linac Coherent Light Source, Stanford

En savoir plus

Femtosecond spin-state photo-switching of molecular nanocrystals evidenced by optical spectroscopy., Bertoni R., Lorenc M., Tissot A., Servol M., Boillot M.-L., Collet E., Angewandte Chemie International Edition, DOI : 10.1002/anie.201202215 (2012)

Contact chercheur

Eric Collet, enseignant-chercheur
Maciej Lorenc, chercheur

Informations complémentaires

Institut de Physique de Rennes (IPR)

Contacts INP

Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Karine Penalba,
inp-communication cnrs-dir.fr