Dynamique d'Aimantation de Nanocristaux Magnétiques Auto-organisés – DANMA

L’objectif de notre projet est d’étudier les propriétés dynamiques de l’aimantation d’assemblages auto-organisés de nano-cristaux de cobalt. Il s’agit d’explorer l’importance des effets collectifs magnétiques sur l’évolution temporelle de l’aimantation d’un assemblage « supra-cristallin » de tels nano-cristaux. Il associe deux champs de recherche en émergence dans lesquels les deux partenaires sont leaders au plan international. D’une part l’équipe du LM2N est expert dans l’élaboration de ces nanostructures et a montré récemment le caractère collectif de leur réponse vibrationnelle. D’autre part l’équipe de l’IPCMS a initié un nouveau domaine d’étude du magnétisme, le femto-magnétisme, montrant la possibilité de modifier l’aimantation de systèmes ferromagnétiques à l’échelle femtoseconde. Une extension récente de ces études a permis d’observer la précession d’aimantation induite optiquement, en temps réel et dans les trois directions de l’espace. La mise en commun des deux compétences permettra d’explorer la réponse dynamique d’aimantation de nano-systèmes en interaction. Il s’agit d’une approche de recherche fondamentale innovante dans le contexte des développements actuels de mémoires et dispositifs magnéto-optiques performants. En effet, nous pourrons donner des indications fortes sur les mécanismes intrinsèques et les limites physiques de dispositifs magnéto-optiques fonctionnant dans des conditions optimales (densité importante de nanocristaux et adressage ultra-rapide). Nos investigations porteront également sur la comparaison entre des nanostructures auto-organisées et des assemblées non corrélées de nano-particules en explorant notamment les régimes ferromagnétique et super-paramagnétique. The purpose of our project is to study the dynamical properties of the magnetization in selforganized cobalt nano-crystals. The main goal is to explore the role played by collective magnetic effects on the temporal evolution of the magnetization in “supra-cristalline” arrangements of such nanocrystals. The project combines two emerging research fields in which the two partners are international leaders. On one hand, the team at LM2N is expert in the fabrication of these nanostructures and also demonstrated recently the collective character of their vibrationnal response. On the other hand, the team at IPCMS has had a pioneering impact in femtomagnetism, which is a new and very active research domain in magnetism, showing that the demagnetization induced by laser pulses can occur at the femtosecond time scale. A recent 1 A=recherche fondamentale amont, E=recherche industrielle exploratoire, P= recherche industrielle pré-concurrentielle. AAP 2005 - PROGRAMME NATIONAL EN NANOSCIENCES ET NANOTECHNOLOGIES AAP PNANO 2005 2 extension of our primary work, allowed us to observe the magnetization precession in real time and in the three directions of space. The gathering of these two expertise is unique and provides a solid ground for exploring the magnetization of interacting nano-systems. Our general approach is very innovative in the actual research and developments of efficient magnetic and magneto-optical devices. Indeed, we will be able to provide very important information on the intrinsic mechanisms and limitation for magneto-optical devices functioning with extreme optimization conditions (storage density and ultrafast commutation). Our studies will also include a comparison between random assemblies of nanoparticles and self-organized structures with an emphasis on the differences between the coherent behaviors (precession) in the ferro and the super-paramagnetic regimes.