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Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMaC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - CNRS

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Equipe Oxydes Magnétiques Fonctionnels (FOX)

Activités

L’activité de l’équipe est centrée sur la croissance, l’étude et le contrôle des propriétés fondamentales d’oxydes fonctionnels et magnétiques.

Structure de quelques oxydes étudiésPlus précisément, les oxydes ternaires, comme les pérovskites de formule ABO3 et les grenats de formule A3B5O12, font l’objet des activités de recherche. Ces oxydes présentent une multitude de propriétés remarquables: magnétisme, supraconductivité, magnétoresistance géante, transition métal-isolant, piézoélectricité, etc.
 
Un des enjeux majeurs réside dans le contrôle et dans la manipulation des interactions fondamentales régissant le magnétisme et les propriétés électroniques des oxydes à haute température critique dans le but de maitriser les fonctionnalités à température ambiante.

Dans la majorité des oxydes, le magnétisme est basé sur un mécanisme de couplage de type super-échange, qui régit l’interaction magnétique entre deux cations (typiquement des métaux de transition MT : Fe, Co, Cr, Mn, etc.) à travers l’oxygène: exemple du Fe-O-Fe. Selon la description théorique initialement formulée par P. Anderson en 1957 et élargie par P.G. de Gennes en 1958, les paramètres critiques pour cette interaction de type antiferromagnétique sont (a) l’angle de liaison, (b) les distances interatomiques et (c) la valence du cation MT.
 
C’est autour de ce triptyque des paramètres critiques que s’articulent les orientations thématiques de l’équipe avec le contrôle et la modification de la structure cristalline à l’échelle atomique, le contrôle et la modification de la valence cationique et la création de fonctionnalités nouvelles dans les oxydes ternaires.

Orientations scientifiques

Plus précisément, les trois orientations suivantes sont poursuivies:

1. L’injection des porteurs (électrons ou trous) au niveau des liaisons MT-O-MT avec pour objectif la transformation du mécanisme de super-échange vers un mécanisme de type double-échange
Dopage des oxydes ferrimagnétiques isolants (dopants, lacunes d’oxygène, lacunes cationiques): approche des oxydes magnétiques rendus semiconducteurs (OMRS)
Transfert de charge à l’interface entre un oxyde isolant polaire et un oxyde isolant non-polaire: gaz électronique 2D confiné aux interfaces
Semiconducteurs magnétiques dilués

2. Modification des paramètres critiques par effet de basse dimensionnalité
Magnétisme de la maille élémentaire: contraintes, confinement et comportement critique
Mécanismes d’aimantation en présence de l’interaction Dzyaloshinsky-Moriya
Nanomagnétisme et dynamique d’oxydation

3. Etude des mécanismes de conduction dans des oxydes fonctionnels
Transition métal-isolant dans les oxydes conducteurs, ex : transistor à effet de Mott: LaNiO3
Oxydes magnétiques rendus semiconducteurs et oxydes conducteurs transparents (TCO): le transport polaronique
Couplage magnétique, fiabilité et bruit électronique: hétérostructure de pérovskites et nanoparticules d’argent

Compétences

La recherche de l’équipe se base sur les compétences suivantes:

1. Physicochimie des matériaux
Epitaxie d'oxydes ternaires par dépôt laser pulsé
Mécanismes et cinétiques de croissance des oxydes
Contrôle in-situ des processus d'oxydation

2. Propriétés physiques des matériaux
Magnétisme et mécanismes de couplage d'échange dans des couches minces et hétérostructures
Transport et magnéto-transport électronique d'oxydes complexes
Spectroscopies optique et magnéto-optique de la structure électronique d'oxydes
Microscopie en champ proche: morphologie, magnétique et électrique

3. Instrumentation
Développement de réacteurs de croissance par ablation laser
Instrumentation scientifique à haute température

Dernière mise à jour de cette page : 19 octobre 2017


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