Photomagnétisme dans les analogues cobalt-fer du bleu de prusse : rôle des espèces du réseau tridimensionnel
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
One of the challenges in the field of molecular magnetism is the design of optically and thermally switchable magnetic materials for which various kinds of applications may be feasible. The long-known photomagnetic CoFe Prussian blue analogs (PBA) appear to have great potentials for these technological applications. The photomagnetic properties in Co-Fe PBA were evidenced by Hashimoto et al. Ten years ago. They are due to a photo-induced electron transfer CoIII(LS)-FeII(LS) CoII(HS)-FeIII(LS). Some significant results concerning the formation of photomagnetic CoIII-FeII pairs and the effect of the amount and nature of inserted alkali-metals on the photomagnetic properties of these compounds have been reported. However the phenomenon is not yet totally understood. In order to understand the switching properties in the Co-Fe Prussian blue analogues, we have studied the role play by each chemical species forming the 3D network in the photomagnetic Prussian blue analogue of chemical formula Rb2Co4[Fe(CN)6]3,3•11H2O. The chemical species forming the 3D network are Co ions, [Fe(CN)6] entities and alkali metal ions. The determination of the Co ligand field parameter in the rubidium compound has allowed the understanding of the role of the cyanide ligand. The effect of the substitutions of the Co, [Fe(CN)6] entities and the alkali metal ions have allowed to understand the role played by these species in the photomagnetic properties.
Abstract FR:
Le photomagnétisme est un axe de recherche en pleine expansion dans le domaine des matériaux inorganiques moléculaires, motivé en partie par les éventuelles perspectives d’application pour le stockage de l’information. C’est dans ce cadre que s’inscrit ce travail de thèse. En 1996, l’équipe du professeur Hashimoto, à Tokyo, met en évidence un cas de magnétisme photoinduit dans un analogue cobalt-fer du bleu de Prusse. Un transfert d’électron photoinduit CoIII(BS)-NC-FeII(BS) CoII(HS)-NC-FeIII(BS) dans des paires diamagnétiques, formées au cours de la synthèse du matériau, est à l’origine du gain d’aimantation après irradiation, au-dessous de 20 K. Les analogues CoFe du bleu de Prusse restent de bons modèles très intéressants à étudier car ils reproduisent parfaitement la fonction de mémoire des composants traditionnellement utilisés dans l’industrie électronique. Pour pouvoir un jour espérer utiliser les analogues CoFe du bleu de Prusse pour stocker une information, il faut impérativement augmenter la température d’observation de l’effet photomagnétique. Pour cela nous allons chercher à mieux comprendre le rôle joué par les différentes espèces du réseau tridimensionnel dans un analogue photomagnetique de composition chimique Rb2Co4[Fe(CN)6]3,3•11H2O pour but de trouver les conditions chimiques nécessaires pour observer l’effet photomagnétique et moduler les propriétés. Les espèces chimiques du réseau 3D sont le ligand cyanure, les espèces composant le réseau tridimensionnel (les ions Co et les entités [Fe(CN)6] et le cation alcalin. La determination du paramètre de champ cristallin des ions Co dans l’analogue photo-commutable avant et après irradiation par spectroscopie absorption des rayons X au seuil L2,3 a permis de définir le rôle joué par le ligand cyanure sur les propriétés photomagnétiques. Les études des effets de la substitution/dilution ont permis de comprendre les rôles joués par les espèces Co, les entités [Fe(CN)6] et les cations alcalins sur les propriétés photomagnétiques.