Cienciaes.com : Un aimant plat d’un atome d’épaisseur. Nous avons parlé avec Jorge Lobo-Checa

Les aimants sont des éléments fascinants qui font partie intégrante de notre quotidien, souvent sans que nous nous en rendions compte. Sans eux, nos appareils électroménagers, nos téléphones, nos voitures et de nombreux équipements utilisés dans les hôpitaux, les laboratoires ou l’industrie ne pourraient pas fonctionner. L’étendue des utilisations implique une énorme variété d’aimants : certains sont permanents, car ils conservent en permanence leur pouvoir d’attraction vers des métaux comme le fer ; D’autres cependant n’ont cette propriété que lorsqu’ils sont enveloppés dans une bobine à travers laquelle circule un courant électrique.

Face à une telle diversité d’applications, la recherche sur de nouveaux matériaux ferromagnétiques ne s’arrête pas. Un exemple impressionnant d’innovation dans ce domaine est le développement d’un aimant ultramince, constitué d’une surface d’un seul atome d’épaisseur. Cette réalisation a été possible grâce au travail d’un grand groupe de scientifiques dirigé par Jorge Lobo Checa, chercheur à l’Institut de Nanosciences et Matériaux d’Aragon (INMA), notre invité aujourd’hui sur « Talking with Scientists ».

Jorge Lobo explique qu’il a fallu sept ans de recherche et de collaboration internationale pour créer une surface d’une couche d’atomes formée par un réseau d’anthracène dans une structure en nid d’abeille, sur laquelle des atomes de fer étaient répartis à des distances d’un nanomètre. La surface, déposée sur une base d’or, s’est avérée avoir une direction magnétique définie et être extrêmement difficile à démagnétiser.

Un aspect particulièrement important est la composition du matériau, formé par un réseau d’atomes de carbone, d’oxygène, d’azote et de fer – qui sont tous des éléments abondants et peu coûteux – par opposition aux matériaux tels que le néodyme et d’autres éléments de terres rares utilisés dans les appareils actuels. , dont la production C’est extrêmement difficile et coûteux.

Une autre propriété intéressante du matériau développé est sa grande dureté, c’est-à-dire l’intensité du champ magnétique nécessaire pour inverser son aimantation. Cela le rend idéal pour les applications pratiques dans les technologies où un champ magnétique robuste et stable est requis, comme dans les mémoires. RAM d’ordinateurs ou de transistors.

Pour l’instant, le matériel développé fait partie de la science fondamentale, puisqu’il présente une température de Curie de 35 K (-238ºC). La température de Curie marque la limite en dessous de laquelle une substance présente un magnétisme ; Au-dessus, l’agitation thermique des atomes désorganise l’état magnétique et le matériau cesse de se comporter comme un aimant. Une température aussi basse rend difficile l’application de ces monocouches magnétiques, mais leur développement constitue la base de recherches futures qui, peut-être avec l’association de plusieurs couches, pourront élever leur température de Curie pour atteindre la température ambiante.

Le travail a été développé par une équipe internationale dirigée par l’Institut de Nanosciences et Matériaux d’Aragon (INMA), avec la collaboration du Laboratoire de Microscopie Avancée (LMA) de l’Université de Saragosse, du Synchrotron ALBA et services de soutien à la recherche (ISC) depuis UNIR.

Nous vous invitons à écouter Jorge Lobo Checa, chercheur à l’Institut de Nanosciences et Matériaux d’Aragon (INMA) du Conseil supérieur de la recherche scientifique (SCCI) et l’Université de Saragosse (UNIR)