Un pas de plus vers une densité ultra-haute de stockage magnétique
Publié par Redbran le 29/04/2019 à 14:00
Source et illustrations: CEA IRIG

Les chercheurs du laboratoire Modélisation et Exploration des Métaux de l'IRIG ont montré que des nanoparticules de Fe/Pt s'organisent sur un réseau de moiré de graphène sur iridium en conservant leur aimantation acquise après recuit à 700°C ainsi que leur supra-organisation jusqu'à des températures élevées.

La réalisation de cristaux bidimensionnels de nanoparticules magnétiques de quelques nanomètres de période est une sorte de Graal qui pourrait ouvrir la voie à un stockage de quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière...) d'information encore accrue sur des surfaces toujours plus petites. Les chercheurs du laboratoire Modélisation et Exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) des Métaux (MEM) de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) IRIG et ceux de l'ESRF de Grenoble (ligne BM32) ont développé au fil des années tous les ingrédients et les techniques de caractérisation permettant d'aller dans cette direction.

La croissance d'une monocouche de graphène (Cet article ne doit pas être confondu avec l’article graphème.) sur des monocristaux d'iridium (L'iridium est un élément chimique de symbole Ir et de numéro atomique 77.) leur a permis de synthétiser un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...) à deux dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...) de 2,5 nm de période. Le développement de techniques de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition »...) aux petits angles et de diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent ; le phénomène peut être interprété par la diffusion d'une onde par...) des rayons X (Figure 1) sensibles à des quantités de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et possède...) nanométrique a permis à ces chercheurs de caractériser l'organisation (Une organisation est), la taille, la forme et la structure à l'échelle des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec...), de ces réseaux et nanoparticules.


Figure 1. Diffusion des rayons X synchrotron aux petits angles en incidence rasante donnant sur un détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été spécifiquement...) bidimensionnel la transformée de Fourier (En analyse, la transformation de Fourier est un analogue de la théorie des séries de Fourier pour les fonctions non périodiques, et permet de leur associer un spectre en...) (le long d'une direction spécifique) d'une assemblée de nanoparticules (NP) sur un substrat.

Les chercheurs du MEM ont collaboré avec des chercheurs de l'Institut Lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) Matière de Lyon capables de réaliser des nano-particules de fer-platine qui, moyennant un recuit, s'organisent chimiquement à l'échelle atomique et acquièrent une aimantation. Ils ont alors montré que non seulement ces particules s'organisent sur le réseau de moiré ( Moiré : effet de contraste changeant avec la déformation d'un objet Moiré : commune française, située dans le département du...) du graphène sur iridium (Figure 2), mais qu'elles gardent leur aimantation (liée à leur ordre chimique) et leur supra-organisation jusqu'à des températures élevées, réalisant un pas de plus vers une possible ultra-haute densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C pour les...) de stockage magnétique.


Figure 2. Représentation "atomique" d'un moiré entre une monocouche de graphène et un substrat d'iridium. Il y a un réseau de coïncidence de sites atomiques tous les 10 mailles d'Ir et tous les 11 mailles de graphène, générant un réseau 2D de site d'adsorption périodique. Cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de cette distance est appelée rayon du cercle....) = nanoparticule aimantée.

Références publication:
Capiod P, Bardotti L, Tamion A, Boisron O, Albin C, Dupuis V, Renaud G, Ohresser P and Tournus F. Elaboration of nanomagnet arrays: Organization and magnetic properties of mass-selected FePt nanoparticles deposited on epitaxially grown graphene on Ir(111). Physical Review Letters, 2019
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