LCC
Nanoparticules et microélectronique
Nos activités de recherche portent sur la conception, la synthèse et l’intégration dans des dispositifs microélectroniques de nanoparticules à propriétés physico-chimiques contrôlées (anisotropie, aimantation, charge de surface…).
– Un premier objectif est l’obtention de nanoparticules de forte anisotropie magnétique en vue du développement de supports de stockage de l’information à haute densité. Notre stratégie vise à contrôler la forme des objets magnétiques : de ce fait l’anisotropie magnétocristalline intrinsèque au matériau se trouve augmentée non seulement du terme d’anisotropie de surface (tailles<5nm) mais surtout du terme d’anisotropie de forme. Un choix judicieux des conditions de synthèse permet le contrôle de la croissance anisotrope de nanoparticules de cobalt :
1. Croissance de bâtonnets de cobalt selon l’axe c de la structure hexagonale compacte : cette orientation cristallographique induit une aimantation selon le grand axe du bâtonnet. L’anisotropie magnétique de ces objets est bien supérieure à celle des nanoparticules d’alliage magnétique dur ( FePt par exemple ) pour un procédé de synthèse plus simple à mettre en œuvre.
Voir par exemple Angew. Chem. Int. Ed. , 2002, 41(22), 4286-4289, 10.1002/1521-3757(20021115)114:22<4462 ::AID-ANGE4462>3.0.CO ;2-H
2. Le rapport de forme des objets peut être ajusté : des disques de cobalt, dont les dimensions imposent une orientation de l’aimantation perpendiculaire à leur base, ont pu être obtenus. Un tel disque est un support idéal pour le stockage de l’information magnétique : pavage optimal d’un substrat assurance une densité d’information élevée, aimantation orientée perpendiculairement à ce substrat pour des processus de lecture/écriture efficaces, forte anisotropie pour la conservation de l’information.
Voir par exemple J. Mater. Chem. 2012, 22(16), 8043-8047, 10.1039/c2jm16751d
Un deuxième axe de recherche vise la modulation de l’aimantation des nanoparticules sous l’effet d’un stimulus extérieur, ce qui pourrait ouvrir la voie au développement de capteurs magnétiques . Dans une première approche, nous avons conçu un nano-objet hydride sensible à la lumière : constitué d’un cœur magnétique (Co) et d’une couronne de Rhodamine B capable d’absorber les photons, cet objet voit son aimantation augmenter sous l’effet d’une irradiation lumineuse.
Voir par exemple ChemPhysChem 2011, 12(16), 2915-2919, 10.1002/cphc.201100616
Le dépôt d’objets sur substrats variés (silicium, matériaux plastiques…), étape incontournable dans le processus d’intégration des objets dans un dispositif de microélectronique, est une préoccupation majeure de notre équipe. Nos compétences en chimie de surface nous permettent de contrôler la stabilité colloïdale des solutions avant dépôt (cas du dépôt convectif) ou la modulation des interactions particules/substrat pour l’obtention de dépôts adhérents.
Voir par exemple J. Phys. Chem. C 2011, 115, 14494–14499, 10.1021/Jp202166s
Ces projets sont menés en collaboration avec :
- sur Toulouse : le LPCNO, le CEMES, l’IPBS
- sur Bordeaux : Institut des Sciences Moléculaires & Laboratoire Ondes et Matière d’Aquitaine
- en Allemagne : Université Duisburg-Essen, CeNIDE
LCC CNRS
Laboratoire de chimie de coordination du CNRS
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