Etude du magnétisme local par dichroïsme circulaire magnétique dans les domaine des X XMCD Principe Contraintes expérimentales Illustration : moments magnétiques locaux dans des molécules à haut spin
Moment magnétique local XMCD : principe h E MJ = -1 Matériau magnétique ordonné Polarisation circulaire Echantillon B hn E MJ = +1 signal XMCD Moment magnétique local
SU 22 800-2500 eV SU 23 400-1000 eV Cryostat T = 300 mK H = 7 Tesla Dichroïsme circulaire magnétique SU 23 400-1000 eV SU 22 800-2500 eV Cryostat T = 300 mK H = 7 Tesla
Structure des molécules à haut spin “CrIIIMII6” NiII ou MnII analoques du bleu de Prusse (cyanures d’éléments de transition) Complexe heptanucléaire CrM6 : CrIII couplé à six MII très faible interaction entre molécules : ferromagnétique à T < 300mK
Couplage intramoléculaire Etat fondamental de spin des molécules CrNi6 FERRO J=+16.8 cm-1 CrMn6 ANTIFERRO J=-8 cm-1 Ni Cr Etat fondamental S=15/2 S = 6x 1 + 1x 3/2 Etat fondamental S=27/2 S = 6x 5/2 - 1x 3/2
Dichroïsme aux seuils L2,3 du CrIII dans CrNi6 et CrMn6 CrNi6 CrMn6 Ni Cr H CrIII CrIII T=1.5K T=1.5K Orientation des moments magnétiques atomiques M.-A. Arrio et al., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6414-6420.
Propriétés magnétiques macroscopiques des molécules à haut spin Relaxation Super-paramagnétisme Paramagnétisme T<Tbloquage Synthèse de molécules aimants (sans relaxation + haute Tbloquage) Anisotropie de l’ion ML
Moment magnétique M des ions de transition 3d M = MS + ML MS moment de spin Essentiel du moment total ML Moment orbital faible Anisotropie de l’ion Dichroïsme Mesure de ML et MS circulaire magnétique portés par aux seuils L2,3 les orbitales 3d
Dichroïsme aux seuils L2,3 de CrIII dans CrNi6 <Lz>/<Sz> = - 0.03 MS = - 2.98 B ML = + 0.04 B M = - 2.94 B Faible anisotropie Magnétisme des orbitales 3d
Dichroïsme aux seuils L2,3 de NiII dans CrNi6 Magnétisme des orbitales 3d <Lz>/<Sz> = 0.2 MS = - 1.9 B ML = - 0.2 B M = - 2.1 B Anisotropie importante Mais pas suffisante pour avoir une molécule-aimant