Projet ANR-08-BLAN-0005 – NewTOM : New Transition metal Oxide Materials
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE DELEGATION REGIONALE NORMANDIE (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE DELEGATION REGIONALE NORMANDIE)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives; Université Paris-Sud
Montant : 638762.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Le projet que nous présentons s'inscrit parfaitement dans le cadre des recherches menées au CRISMAT et à l'ICMMO en collaboration avec le LLB depuis plusieurs années sur les oxydes de métaux de transition à valence mixte. L'idée générale consiste en la préparation et la caractérisation minutieuse -structurale et physique- d'oxydes fonctionnels, le but principal étant de relier structures et propriétés. L'approche multi échelle de ce projet est confortée par la participation du GPM qui assure les caractérisations Mössbauer. Ce laboratoire est d'ailleurs associé au CRISMAT dans le cadre de la Fédération de Recherche CNRS 3095, depuis le 01/01/08 sous le nom d'Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA). On se propose de s'intéresser à des oxydes de manganèse et/ou de fer pour lesquels le fil conducteur des recherches sera le même puisque les propriétés sont directement liées à la valence mixte de ces éléments, qui adoptent le même type de coordinences et donc conduisent à des structures similaires. Le travail comporte deux aspects : la recherche de nouvelles phases -en particulier grâce aux divers environnements que peuvent accepter ces éléments suivant leur degré d'oxydation- et l'optimisation des propriétés -dont la magnétorésistance (MR) et la multiferroïcité sont deux exemples bien connus. Nous estimons que la préparation des échantillons est une étape cruciale de notre projet et donc nous y attacherons une importance toute particulière, à la fois pour les polycristaux et les monocristaux. Nous avons à disposition différentes techniques de synthèse pour mener à bien cette tâche. De la même façon, nous avons une large gamme de techniques expérimentales pour étudier les structures (diffraction X, de neutrons, d'électrons, Mössbauer, etc). Ces résultats seront corrélés aux propriétés magnétiques (aimantation, susceptibilité, chaleur spécifique) de transport (résistivité, pouvoir thermoélectrique, constante diélectrique) etc. L'interprétation de toutes ces données sera complétée par une partie plus théorique (calculs de structures de bandes , modèles Hamiltoniens). Les composés que nous avons sélectionnés peuvent être séparés (artificiellement) en composés 3D et 2D. Les manganites apparaissent ainsi dans les deux catégories, et l'expérience acquise avec les MR 3D sera précieuse pour les 2D étudiées pour la ferroélectricité et le multiferroïsme. Le cas de CaMn1-x(W,Mo)xO3 nous intéresse pour les propriétés de MR mais surtout pour apporter des éléments dans le cadre de la controverse ordre des charges ou polaron de Zener ? Les perovskites de Fe nous offrent plusieurs axes de recherche, de la MR pour SrFeO3-d, aux phénomènes d'ordre/désordre dans Sr(Fe,Sc)O3-d ou à la multiferroicité pour Bi0.75Sr0.25FeO3. Ce sujet sera aussi abordé lors de l'étude de la série LnMnO3, avec une partie inélastique importante. L'étude de composés à structures en couches, donc favorables à la frustration magnétique, sera poursuivie avec les dérivés de CuFeO2 (delafossites) et RFe2O4 (système sur lequel très peu d'informations ont été rapportées du fait de la difficulté de synthétiser ces produits). Ce programme de recherche nous semble ambitieux dans la mesure où nous ne cherchons pas une caractéristique particulière mais au contraire à étudier en parallèle des oxydes de métaux de transition voisins, dont les structures sont apparentées et qui présentent des propriétés variées, mais toutes liées à un fort couplage réseau-spin-charge-orbitale. Il nous semble tout à fait réalisable dans la mesure où des expériences préliminaires, en partie publiées, prouvent l'intérêt des composés sélectionnés. Nous allons utiliser des méthodes complémentaires sur ces différents systèmes, pour les caractériser à différentes échelles. Cette façon de procéder présente l'inconvénient qu'un grand nombre de données doivent être traitées, recoupées, discutées pour conduire à des résultats convaincants. Cependant cette méthode est indispensable pour comprendre les ph