Des chercheurs de l'Université de Constance ont développé une méthode de synthèse de nanoparticules d'oxyde Europium (II), un semi-conducteur ferromagnétique pertinent pour le stockage et le transport de données
Les semi-conducteurs ferromagnétiques sont des matériaux fonctionnels prometteurs qui peuvent être utilisés dans le domaine de l'électronique à base de spin (spintronique). La spintronique est d'une importance cruciale pour le stockage et le transport de l'information. Les chercheurs ont également démontré que les nanoparticules ont des propriétés magnétiques conférées par leur structure. Les résultats du projet de recherche commun ont été publiés dans le numéro du 20 novembre 2017 de la revue scientifique Matériaux avancés .
Les propriétés des nanoparticules anisotropes et magnétiques sont au centre du projet de recherche. Anisotrope signifie que la forme et le magnétique, les propriétés optiques ou électroniques ne sont pas identiques pour toutes les directions spatiales de la particule. Cela permet à son tour d'étudier non seulement les propriétés nouvelles et souvent améliorées des matériaux nanostructurés, mais aussi les propriétés supplémentaires causées par l'anisotropie.
Produire des nanoparticules à partir de semi-conducteurs ferromagnétiques tels que l'oxyde Europium(II) constitue un énorme défi, surtout en géométrie anisotrope. "L'objectif est d'approfondir notre compréhension pour pouvoir moduler et accéder aux propriétés des nano-systèmes à la demande, " dit l'auteur principal Trepka. En utilisant leur méthode spéciale, les chercheurs ont réussi à produire des nanoparticules EuO de haute qualité et anisotropes qui peuvent être utilisées pour observer les effets des propriétés de structure.
La méthode est basée sur un processus en deux étapes. Dans un premier temps, un matériau hybride constitué de composants organiques et inorganiques est produit, qui est déjà anisotrope. A l'étape suivante, le matériau hybride est traité à la vapeur d'europium. Par conséquent, il se convertit chimiquement en EuO. Dans ce cas, la forme des nanoparticules est tubulaire. « Cette méthode est intéressante car elle ne se limite pas aux formes tubulaires. Il est également possible de réaliser des joncs, " explique Bastian Trepka.
Par ailleurs, les chercheurs ont pu démontrer que les propriétés magnétiques de l'oxyde semi-conducteur Europium(II) sont en réalité liées à la forme de sa nanostructure, ou plutôt l'anisotropie. Après un traitement supplémentaire en essayant de générer des contre-preuves, les formes tubulaires ont disparu, résultant en des propriétés différentes. « Les physiciens expérimentateurs ont effectué des mesures qui ont confirmé les résultats simulés par les physiciens théoriciens. Cela nous a permis de développer des idées sur la façon dont la structure provoque ce comportement magnétique particulier, " explique Bastian Trepka.
"Ce qui est vraiment spécial dans notre processus, c'est la séparation du contrôle de la structure et de la transformation chimique. Nous pouvons obtenir différentes formes à partir du même matériau en influençant la forme par le contrôle du processus. De cette façon, nous obtiendrons toujours que le matériau adopte la forme dont nous avons besoin, " dit Trepka. Dans le cas de l'oxyde Europium(II), il s'agit d'une nanotransformation topotactique qui conserve sa direction cristalline :elle est tubulaire avant et après traitement.
« Un matériau intelligent aux propriétés variées, " dit Bastian Trepka de l'oxyde Europium(II). Surtout, il a une structure cristalline simple. "On peut expliquer les changements de propriétés en faisant appel aux structures cristallines, qui sont prédéterminés. » C'est idéal pour la recherche fondamentale.
