L’humidité et la régulation de la pression …

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D’humidité et de contrôle de la pression de nouveaux cristaux magnétiques

3 août 2016

Une molécule de cristal fait une transition réversible entre deux états magnétiques différents. La structure du cristal en forme d’hélice à trois brins comporte deux états magnétiques et les chercheurs peuvent provoquer le cristal de transition entre les états en utilisant l’humidité et la pression. Comme un aimant multi-état chiral, la molécule possède un grand potentiel pour les appareils spintronique. Crédit: Li Li, Université d’Hiroshima.

Des chercheurs de l’Université d’Hiroshima, CNRS et Université de Strasbourg cristaux synthétisés avec des propriétés magnétiques qui peuvent changer en permanence et de façon réversible, une première mondiale. L’étude a été soulignée comme un article de couverture de la revue Chimie inorganique. une publication de l’American Chemical Society à Mars ici 2016.

Récemment, la communauté scientifique a eu un immense intérêt dans de nouveaux types d’aimants avec le potentiel pour créer la prochaine génération d’appareils économes en énergie grâce à des innovations utilisant des matériaux techniques scientifiques.

aimants communs, comme ceux qui détiennent des rappels sur les réfrigérateurs domestiques ou de tourner des moteurs de voiture, sont faits de métal et d’oxydes métalliques. Les nouveaux aimants peuvent être réalisés avec des molécules organiques et peuvent avoir une gamme de comportements magnétiques en raison de variations dans leur structure moléculaire.

Cette gamme de comportement comprend l’état ferrimagnétique fortement magnétique et l’état de verre de spin magnétique très faiblement.

Les différentes saisons à Hiroshima, au Japon peuvent affecter l’humidité à l’intérieur de bureaux et de recherche des bâtiments tout au long de l’année. Les cristaux préparés dans les différentes saisons ont montré des propriétés magnétiques différentes, même si leurs structures cristallines étaient presque identiques.

"Pour trouver la source des différents états magnétiques. nous avons préparé les cristaux dans des conditions contrôlées de température et de l’humidité," a déclaré Li Li, premier auteur de l’article de recherche et d’un doctorat étudiant dans le département de chimie de l’Université d’Hiroshima.

Les cristaux synthétisés par l’équipe de recherche peuvent exister soit l’état de verre ferrimagnétique ou de spin, en fonction des conditions de la façon dont ils sont synthétisés. Ceci est le premier matériau connu pour la transition de façon réversible et de façon continue entre des états magnétiques.

Comme les cristaux absorbent l’eau de l’air, ils subissent des changements structurels subtils responsables de la transformation continue entre ferrimagnétique et verre de spin. En appliquant une pression, l’effet peut être inversé. Cela permet de réglage fin des états magnétiques, et explique pourquoi le taux d’humidité dans le laboratoire de recherche peut affecter les cristaux.

En utilisant les méthodes de synthèse de l’équipe de recherche, ce qui augmente la pression sur le cristal change l’état de verre de spin dans l’état ferrimagnétique et le séchage des cristaux changements ferrimagnétique en verre de spin. La pression et l’humidité sont comme des gradateurs pour glisser le cristal et-vient entre les deux états.

De plus, le cristal est chiral, ce qui signifie qu’il peut exister soit une orientation ou de son image miroir. Ces versions d’image miroir de la molécule ne sont pas superposables, comme à droite et à gauche des mains humaines.

Les deux versions droitiers et gauchers des cristaux peuvent passer entre les ferrimagnétique et le verre de spin états. Cependant, il existe des applications précieuses exclusives à des molécules chirales en raison de leurs propriétés optiques chimique unique et.

"Notre laboratoire étudie principalement des aimants chiraux, mais ceci est la première fois que nous avons trouvé un composé avec des états magnétiques multiples," a déclaré Katsuya Inoue, Ph.D. l’un des chercheurs impliqués et le chef du Centre de l’Université d’Hiroshima pour Chiral Science.

aimants chiraux peuvent être utilisés dans des dispositifs de spintronique, qui sont la technologie actuelle state-of-the-art de stockage de données qui utilisent moins d’énergie, sont plus rapides, et peut stocker plus d’informations que les précédentes générations de disques durs d’ordinateurs.

"Nous imaginons qu’un matériau chiral avec deux ou plusieurs états magnétiques fournira d’autres avantages technologiques en raison de son impartialité," dit Inoue.

"Ceci est une marque nouvelle race de matériau moléculaire et il exige finesse de synthétiser. Nos résultats pourraient ne pas conduire directement à des applications pratiques immédiates, mais les progrès réalisés dans la science des aimants chiraux sont générant des propriétés pas connu avant, l’ouverture d’un brillant avenir de nouvelles innovations," dit Inoue.

Plus d’information: Li Li et al. Transformation progressive entre les deux Etats au sol magnétique pour une structure cristalline d’un aimant moléculaire chiral, Chimie inorganique (2016). DOI: 10.1021 / acs.inorgchem.5b02956

Fourni par: Université d’Hiroshima

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