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Groupe 6 : Sciences Moléculaires : Matériaux Photo, Piézo, Thermosensibles |
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- Animateur Scientifique : M. Jean-François Létard
 Thématiques :
- Chimie Moléculaire à base de complexes de coordination
- Matériaux Multifonctionnels : Photo-, Piézo-, Thermo-commutation
- Science des Matériaux : optimisation des propriétés par effet de mise en forme
- Nanosciences : stockage de données, bistabilité moléculaire
Mots Clés :
- Synthèse moléculaire / Métaux de transition / Matériaux moléculaires,
- Matériaux bistables / Magnétisme / Photomagnétisme / Caractérisation physico-chimiques,
- Modélisation / Cristallographie / Diffraction X sous contraintes
Description des activités et objectifs :
 Les objectifs scientifiques du groupe :
Imaginer, Concevoir, Caractériser, Comprendre, Optimiser et Développer des matériaux moléculaires magnétiques nouveaux présentant des variations de propriétés physiques sous l’effet d’une perturbation extérieure (température, lumière, pression)
| Chimie Moléculaire, Supramoléculaire et de Coordination : conception, synthèse et caractérisation de matériaux moléculaires magnétiques et/ou bistables. |
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| Science des Matériaux Moléculaires : mise en forme de composés bistables, élaboration de nano systèmes moléculaires, contrôle de la taille par synthèse dite ‘étape par étape’ ou par synthèse en milieu confiné. |
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| Magnétisme et Photomagnétisme de matériaux moléculaires à transition de spin et/ou à transfert de charge. |
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| Plateforme Internationale de photomagnétisme |
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- Cristallographie des Matériaux Moléculaires : sous contraintes (T, P, hn): Relations structure cristalline-propriétés physiques, mécanisme de transition de phase
Au delà de la détermination des propriétés structurales, l’objectif est véritablement d’apporter une compréhension fondamentale des phénomènes physiques mis en jeu via des corrélations structure-propriétés établies sur un grand nombre de données précises obtenues par diffraction X dans les conditions idoines de température et de pression. L’ambition est de guider ainsi la création de matériaux aux propriétés requises pour des applications. Cette approche se base sur une expérimentation en diffraction X (poudre, monocristaux) rigoureuse et novatrice (DRX haute pression). |
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- Modélisation des structures électroniques et des liaisons chimiques : Méthodes DFT tout solide et moléculaire.
Le cadre théorique de la DFT (théorie de la fonctionnelle densité) permet de résoudre un grand nombre de problématiques susceptibles de se poser au niveau expérimental compte tenu de la fiabilité des quantités énergétiques obtenues et ce qui en dérive. Actuellement, forts d'une expertise acquise depuis une vingtaine d'années au sein de l'Institut dans le traitement de différents sujets (systèmes magnétiques, ultradurs etc.), les systèmes moléculaires aux propriétés spécifiques comme celle de la transition de spin des complexes à base de Fe(II) sont examinés tant au niveau de la molécule qu'à celui du solide organisé |
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| Valorisation des matériaux bistables. |
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Collaborations :
- au sein du réseau Européen d’excellence, MAGMAnet regroupant une trentaine de laboratoires partenaires.
- avec plus de vingt laboratoires académiques de recherche français et étrangers.
- en partenariat avec différents industriels: IRILAB, PHILIPS, MAPDECO, MAESTRIA, IRILAB, AEC POLYMERS …
Ressources :
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Les appareillages disponibles au sein du groupe VI :
Microscope
- Microscope LEICA DMLM équipé d'une caméra.
Objectifs: L100x/0.75 – L50x/0.50 – 5x/0.12 – 12x – 20x |
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Susceptomètre à Azote
- Susceptomètre Azote permettant de mesurer la susceptibilité magnétique de 77K à 350K, sous un champ magnétique pouvant varier de 0 Oe à 20000 Oe.
Possibilité de faire aussi des mesures d'aimantation (-20000Oe à +20000Oe) |
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Magnétomètre SQUID
 
- Magnètomètre SQUID (Super Quantum Interference Device) MPMS5 permettant de travailler de 2K à 380K sous champ magnétique variant de -5T à +5T; mode de mesure: AC/DC/Hysteresis Mode.
Couplé avec un LASER Krypton NdYAG et une photodiode permettant d'irradier l'échantillon à: 337-356nm / 413nm / 476.2nm à 530.9nm (avec prisme) / 752.5 nm / 883nm |
Calculateur
- Supercalculateurs du pôle M3PEC-Mésocentre Régional de calcul scientifique intensif. Puissance de crête actuelle environ 1,5 Téra FLOPS (FLOPS= floating point operations per second) |
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Spectromètre Infra-Rouge
- Spectromètre PERKIN ELMER Paragon 1000 à Transformée de Fourier.
Possibilité de coupler un cryostat Azote de 150K à 290K.
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Appareil de Réflectivité Azote
- Mesure de réflectivité Azote, permettant de mesurer l'intensité lumineuse réfléchie d'un échantillon de 100K à 400K. La source de lumière est une lampe halogène 100W de chez LOT-ORIEL. |
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Appareil de Réflectivité Hélium
- Mesure de réflectivité Hélium, permettant de mesurer l'intensité lumineuse réfléchie d'un échantillon de 5K à 295K. La source de lumière est une lampe halogène 100W de chez LOT-ORIEL. Cet appareil est couplé à un spectromètre compact Vis, permettant des mesures d'absorption entre 400 et 800 nm. |
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Appareil de Réflectivité dit "Four"
- Mesure de réflectivité dit "Four" travaillant de 290K à 600K. La source de lumière est une lampe Xénon 50-500 W de chez LOT-ORIEL. Cet appareil est couplé à deux spectromètres compacts permettant des mesures d'absorption de 300nm à 1700 nm. |
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Appareil de Réflectivité dynamique couplé à un Laser Pulsé
- Mesure de réflectivité de 77K à 350K. La source de lumière est une lampe Halogène 100W de chez LOT-ORIEL. Cet appareil est couplé à :
- Laser Pulsé MILITE II : Nd:YAG Laser (1064nm: 50mJ, 266nm: 2mJ, 532nm: 25mJ); pulse compris entre 3 et 7 ns (1 à 15 Hz)
- Monochromateur LOT-ORIEL
- Photomultiplicateur HAMAMATSU (380nm – 890nm) |
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Salle de Cristallogénèse
- Croissance de cristaux dans des tubes en "H", tubes en "U", tubes droits |
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Chimie
- Utilisation des techniques de la Chimie en solution pour l'élaboration de matériaux moléculaires bistables. |
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