Transition structurale de nanoparticules de cobalt du polycristal cfc au monocristal hc par un processus de recuit en solution : vers le ferromagnétisme à température ambiante

Cobalt nanoparticles structurale transition from fcc polycrystals to hc monocrystals using a solution thermal annealing : toward a ferromagnetic behaviour a room temperature

• Auteur / Autrice : Manon Cavalier
• Direction : Isabelle Lisiecki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anisotropie

Recristallisation (métallurgie)

Nanocristaux semiconducteurs

Résumé

L’un des enjeux actuels dans la chimie des nanomatériaux est de pouvoir manipuler librement les nanocristaux. Un autre enjeu, non moins important, est de mettre au point des méthodes de fabrication les plus performantes possibles visant à produire des nanocristaux de taille et de forme homogènes mais également de cristallinité bien définie. Dans ce contexte, en combinant l’approche micellaire à des processus de recuit en solution élaborés à l’aide d’un montage adapté, nous avons obtenu des nanocristaux sphériques de cobalt, stables, de diamètre de 7 nm et de faible dispersion en taille (10%), et dont la structure cristalline peut-être contrôlée depuis le polycristal cubique à faces centrées (cfc) vers le monocristal hexagonal compacte (hc). De plus, ces nanocristaux s’organisent sur longue distance en réseau bidimensionnel, ce qui représente alors un attrait supplémentaire lié aux nouvelles propriétés émergeant de ces auto-organisations. L’ensemble de l’étude structurale menée de façon rigoureuse par Microscopie Electronique en Transmission à Haute Résolution nous a permis d’introduire l’ébauche d’un mécanisme détaillant la recristallisation des polycristaux de cobalt cfc en monocristaux hc. Par ailleurs, dans le domaine magnétique, contrôler la cristallinité des nanocristaux est primordial lorsqu’il devient nécessaire de disposer de nanomatériau ayant une forte anisotropie. En contrôlant l’anisotropie des nanocristaux de cobalt, nous contrôlons leur signature magnétique depuis des nanomatériaux magnétiques mous vers des nanomatériaux magnétiques durs. L’étude magnétique, réalisée à l’aide d’un magnétomètre à SQUID met en évidence la transition cristalline progressive cfc-hc.