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Chimie moléculaire de Paris Centre :
organique, inorganique et biologique - FR 2769

VI - Plateforme Mesures Physiques à Basses Températures

Responsables scientifiques

UFR de Chimie : Yanling Li, IR CNRS

UFR de Physique : Yannick Klein, MCF UPMC

 

 

La plateforme de Mesures Physiques à basses Températures (MPBT) permet d’effectuer des mesures magnétiques et physiques dans une largement gamme de température (1,8 K – 800 K) sur des échantillons solides ou liquides, sous champ magnétique statistique (DC) ou dynamique (AC), et sous illumination.

Elle est indispensable aux activités de recherche d’une trentaine d’utilisateurs réguliers à l’UPMC répartis dans divers domaines scientifiques : matériaux magnétiques moléculaires, spintronique, couches minces magnétiques, nanoparticules magnétiques, supraconductivités, batterie Li…cts. La plateforme met ses équipements à la disposition des utilisateurs expérimentés, et participe activement à la formation technique des nouveaux utilisateurs.

Elle est ouverte à d’autres utilisateurs académiques hors l’UPMC comme aux utilisateurs industriels. Depuis janvier 2015 elle pratique des tarifs votés par le CA de l’UPMC.

La plateforme MPBT est commune aux facultés de chimie et de physique à l’UPMC. Ses équipements ont été essentiellement financés par les laboratoires IPCM, IMPMC, INSP, FR 2769 - la fédération de chimie moléculaire de Paris centre, et l’UPMC.

  

 

INSTRUMENTATION :

Deux magnétomètres SQUID : MPMS-5S et MPMS-XL

 

Possibilité de mesures magnétiques sur SQUID (DC, AC, RSO)

  • Mesures sous champ magnétique statique (DC)

             H=-7T – 7T, T = 1.8 K – 400 K

  • Mesures sous champ magnétique alternatif (AC)

Amplitude AC < 3,5 Oe, Frequency AC =0.1 Hz à 1000 Hz

  • Rotateur horizontal (MPMS-XL)
  • Four (T=350-800K) (MPMS-XL)
  • Option Ultra Low Field (MPMS-XL)

Sources de lumière pour les mesures magnétiques sous irradiation

  • Lampe Xénon 200 W pour la lumière blanche
  • Sources lasers de 405 nm à 1313 nm

 Contact :

yanling.li @ upmc.fr

Outils d’aides aux traitements des données magnétiques – examples des codes Mathematica existants

  • Calcul de susceptibilité molaire DC (ΧM) et traçage des courbes ΧM=F(H,T)
  • Calcul de susceptibilités molaires AC (Χ’, Χ’’), triage des données et traçage des courbes
  • Triage des données AC pour les plots CCP et fit des données AC selon le formule de Debye généralisé.
  • Calculs des paramètres MCE à partir de M=F(H, T)

Possibilité de créer des programmes Mathematica sur mesures

 Contact :

yanling.li @ upmc.fr

Tél : 01 44 27 30 33

yves.journaux @ upmc.fr

Tél : 01 44 27 55 62

 

Un PPMS (Physical Property Measurement System)

 

Le PPMS (www.qdusa.com/products/ppms.html) de la plateforme est équipé d’une bobine supraconductrice générant un champ magnétique maximal de 9T. La température est contrôlée entre 1.8 K et 400 K. Les temps d’acquisition pour la majorité des mesures sont très courts ce qui permet de faire des « mesures au vol » en variant le champ et la température. Les options dont nous disposons sont les suivantes :

Mesure de résistivité DC

  • Possibilité de mesurer jusqu’à 3 échantillons simultanément.
  • Plage de mesure : 1 Ω – 1 MΩ.

Mesure de résistivité AC

  • Possibilité de mesurer 2 échantillons simultanément.
  • Plage de mesure : < µΩ – 10 kΩ.
  • Détection de courant critique (supraconducteurs).

VSM (2K – 350 K)

  • Mesure extrêmement rapide de l’aimantation avec une forte densité de points.
  • Sensibilité < 10-6  (1s).
  • Bruit de mesure/incertitude : 6 10-7 emu + 3 10-7 emu/tesla/√Hz = 2.5 10-6 emu à 1T.

ACMS (2K – 325 K)

  • Mesure de l’aimantation DC par extraction.
  • Sensibilité < 2.5 10-5.
  • Mesure de la susceptibilité magnétique AC.
  • Amplitude AC ≤ 10 Oe, fréquence AC = 10 Hz à 10,000 Hz.
  • Très bon détecteur de transition.

Chaleur spécifique (2K – 325 K)

  • Mesure par relaxation.
  • Masse de l’échantillon : 2 mg à 200 mg.
  • Technique idéale pour détecter une transition.

 Contact :

yannick.klein @ upmc.fr

Tél : 01 44 27 44 56

david.hrabovsky @ upmc.fr

 

Micro-soudeuse (wire bonding)

Pour les mesures de transport électrique il est essentiel que les contacts soient de bonne  qualité (ohmiques et mécaniquement résistants dans le temps) et positionnés avec précision. Le wire-bonding se révèle être l’instrument indispensable pour atteindre cette perfection et pourra être utilisé notamment pour les couches minces et les devices miniaturisés. Notre instrument permet d’implanter par ultrasons des fils en or ou aluminium d’un diamètre minimum de 17 µm. Il peut fonctionner à température ambiante ou à chaud (100°C) pour aider à la soudure. La loupe binoculaire associée assure une précision de l’ordre de quelques dizaine de micromètres. L’automatisation de l’instrument permet la reproductibilité de la soudure.

 Contact :

laura.thevenard @ insp.jussieu.fr

johan.biscaras @ impmc.upmc.fr

 

APPLICATIONS :

  1. Matériaux magnétiques moléculaires
  • Etude du processus ETCST (Electron Transfert Coupled Spin Transition)

du carré moléculaire photomagnétique [FeII BSCoIII BS]2 (H=1 T, T =10 K)

     

 Abhishake Mondal, Yanling Li, Mannan Seuleiman, Miguel Julve, Loïc Toupet, Marylise Buron-Le Cointe, and Rodrigue Lescouëzec, On/Off Photoswitching in a Cyanide-Bridged {Fe2Co2} Magnetic

Molecular Square J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1653−1656

  • Etude de la relaxation lente par mesures ACMS sur PPMS du cube (FeIIBS)4(CoIIIBS)3CoIIHS renfermant un ion de K+ , un modèle moléculaire de Blue de Prusse. (H=1800 Oe, Amplitude AC=10 Oe)

D.Garnier, J.R.Jiménez,Y. Li, J. Von Bardeleben, Y. Journaux, T.Augenstein, E.Moos, M.T.Gamer, F.Breher and R. Lescouëzec, The Neutral Complex K⊂{[FeII(Tp)(CN)3]4[CoIII(pzTp)]3[CoII(pzTp)]}: Soluble Model of Photomagnetic Prussian Blue Analogues†‡Chem. Sci., 2016,7, pp4825-4831

 

2. Nanofils

Etude par SQUID sur des nanofils d’alliage CoNi épitaixé dans une matrice de CeO2 sur substrat SrTiO3(001) : analyse de l’influence de composition d’alliage CoNi sur l’anisotropie magnétique des nanofils.

F.J. Bonilla, A. Novikova, F. Vidal, Y. Zheng, E. Fonda, D. Demaille, V. Schuler, A. Coati, A. Vlad, Y. Garreau, M. Sauvage−Simkin, Y. Dumont, S. Hidki & V.H. Etgens, Combinatorial Growth and Anisotropy Control of Self−Assembled Epitaxial Ultrathin Alloy Nanowires. ACS Nano 7 (2013) 4022-4029.

 

Nos tarifs :

Utilisateurs UPMC : 80 euro/jour
Utilisateurs académiques hors UPMC  : 150 euros/jour
Prestation industrielle : sur devis

 

Nous trouver :

Campus Jussieu de l’UPMC -  Couloir 33-43, Niveau Saint Bernard - Salle SB05

4 Place Jussieu

75252 Paris Cedex 05

 Contact :

Atika Bentayeb, AI UPMC, responsable de gestion administrative et financière

atika.bentayeb @ upmc.fr

Tél : 01 44 27 38 46

 

18/11/16

Contact

 

DIRECTEUR

 

Yves JOURNAUX (yves.journaux @ upmc.fr)

Tél. 01 44 27 38 47

 

RESP. ADMINISTRATIVE

 

Atika BENTAYEB (atika.bentayeb @ upmc.fr)

Tél. 01 44 27 38 46

Fax 01 44 27 75 67

 

La FR 2769 en chiffres

  • 400 chercheurs et enseignants-chercheurs, BIATSS, post-doctorants et doctorants
  • 5 laboratoires
  • 2 écoles doctorales