Comes commutation M
Yüklə 141,61 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Matériaux et Systèmes
- Mise en évidence des modifications structurales
- Transition de phase et commutation
L’état de l’artLes exemples ci-dessous illustrent le savoir-faire expérimental et théorique des équipes membres du GdR COMES dans différents domaines d'étude de la commutation moléculaire:
On notera que ces exemples, bien qu'attribués individuellement à un des domaines d'étude, couvrent en fait plusieurs de ces domaines et soulignent le caractère interdisciplinaire du GdR COMES. Matériaux et SystèmesNOUVEAUX MATERIAUX A BASE DE COMPLEXES M(hfac)2(TTF-py)2  
Dans les nouveaux complexes M(hfac)2(TTF-py)2 , hfac = hexafluoroacéthylacétonate, M= métal de transition (voir figure) le donneur organique de type TTF (tétrathiafulvalène) , bien connu dans le domaine des conducteurs et supraconducteurs organiques, est lié au métal de transition par l’intermédiaire d’un pont conjugué. Ce type de molécules permet d’envisager la synthèse de matériaux à propriétés multiples3. 
Laboratoire de Chimie du Solide et Inorganique Moléculaire (UMR 6511) Université de Rennes Groupe : Matériaux Moléculaires Contact : Lahcène Ouahab, Stéphane Golhen
On cherche à agir optiquement sur le magnétisme de radicaux. Dans la mesure du possible, nous souhaitons tester préalablement les concepts avec des films de Langmuir-Blodgett dans lesquels chaque couche joue un rôle particulier avant de procéder à la synthèse d'une molécule regroupant toutes les fonctions4. On peut par exemple réaliser un assemblage dans lequel la première couche est photosensible, la deuxième couche joue le rôle de transmetteur électronique et la troisième couche capte cet électron qui modifie ses propriétés magnétiques 
Une fois le processus optimisé, on envisagera la synthèse d'un molécule unique, éventuellement apte à une mise en forme par la technique LB. Par exemple : 
Etat de l'art: Dans le même genre d'idées, des études ont déjà montré la possibilité de faire photo-commuter un radical entre deux états magnétiques: _______________________________ Institut de Physique et Chimie de la Matière Condensée, UMR 7504, Strasbourg, Contact : Marc Drillon
________________________________________________________________________________________________ C  OMPLEXES A TRANSITION DE SPIN A BASE DE LIGANDS POLYDENTES Notre conception de nouveaux complexes à transition de spin est basée sur la recherche de nouveaux ligands polydentés contenant les groupes amino et imino. Parmi les résultats importants figure l’effet d’organisation cristalline dans le phénomène de transition de spin 5 Nous avons établi un premier exemple de l’existence de trois modifications polymorphes d’un complexe (voir figure) ayant des propriétés magnétiques différentes : transition de spin abrupte avec hystérésis, transition de spin graduelle et état stable à haut spin. _____________________ Laboratoire de Stéréochimie et Interactions Moléculaires (UMR 5532) et Laboratoire de Chimie Théorique et Matériaux Hybrides de l’ENS de Lyon. Contact : Galina Matouzenko Nouveaux MATERIAUX POLYMERES pouvant servir de substrat pour la photocommutation ou permettant le piégeage d’états métastables résultant de la photocommutation 
Matrices de microlentilles observées par profilométrie optique et microscopie interférentielle. La fabrication de microlentilles par illumination spatialement contrôlée de photopolymères autodéveloppants est un procédé de fabrication rapide (quelques secondes à quelques minutes) pour la réalisation d’une large gamme de microlentilles : leur diamètre varie de quelques dizaines à quelques centaines de microns pour une distance focale comprise entre 15 m et 20 mm. La composition chimique de la formulation agit de façon cruciale sur la dynamique de création des éléments. En particulier, l’introduction de monomères polyfonctionnels comportant un squelette fluorocarboné intervient comme un facteur positif permettant d’augmenter la courbure de la partie sphérique de ces microlentilles. Cet effet est pour l’instant interprété en terme d’énergie de surface de la couche supérieure du film polymère duquel émergent les éléments optiques en relief 6.
Département de Photochimie Générale / Equipe APOLO (UMR 7525) E.N.S.C.Mu, 3, rue Alfred Werner - 68093 MULHOUSE Cedex Contact : Christiane Morlet-Savay SUIVI EN TEMPS REEL DES FORMATIONS ET EFFACEMENTS DE RESEAUX HOLOGRAPHIQUES DE DIFFRACTION - REORIENTATIONS MOLÉCULAIRES PHOTOINDUITES 7. A partir de films minces (1-2 µm) de polymères amorphes contenant en chaînes latérales des groupes “azo” photosensibles, on sait fabriquer aisément des réseaux de difraction à haute efficacité et de période comprise entre 1 et 3 µm. Lors de l’interférence de deux faisceaux laser cohérents de polarisations contrôlées circulaires (Rcp, Lcp) ou linéaires (p, s, 45°), on peut donc suivre en temps réel la formation de tels réseaux de biréfringence et de relief sinusoidal de surface (Figure 1). De plus, des études et analyses en polarisations des réponses spectrales en microspétrométrie Raman confocale permettent d’établir des “images Raman” (Figure 2), de remonter aux fonctions de distribution d’orientations des chromophores dans les creux et les bosses et d’apporter de nouveaux renseignements sur les mécanismes de formation.
Enfin, des études d’effacements partiels ou totaux des réseaux sous excitation photonique d’un seul faisceau laser (Rcp, p ou s) permettent de créer de nouveaux objets diffractants (surmodulations selon une ou deux directions) et de définir les conditions optimales pour réaliser de futurs “masques de phase”. ___________________________ Laboratoire de Physico-Chimie Moléculaire (LPCM-UMR 5803) , Université Bordeaux 1. Equipe : Surfaces , interfaces et couches minces ; spectroscopies de polymères. Contact : T. Buffeteau, F.Lagugné-Labarthet, C. Sourisseau.
Si plusieurs technologies sont en compétition pour répondre à l'énorme demande de stockage des années à venir, aucune ne semble se dégager des autres pour les très grandes capacités. Le stockage holographique reste ainsi une des voies prometteuses étudiée par de nombreux laboratoires, aussi bien universitaires que de très grandes compagnies. Plusieurs petites compagnies ont également été créées récemment, par exemple Aprilis et InPhase aux États Unis ou Optilink et OptiStore en Europe. À l'Institut d'Optique, nous étudions ainsi depuis de nombreuses années les mémoires holographiques8 et nous avons construit plusieurs prototypes (voir photographie). 
Mémoire holographique dans un support photoréfractif Jusqu'à présent, les supports holographiques que nous avons utilisés étaient des cristaux photoréfractifs. Pour cette application, ces cristaux restent relativement onéreux, peuvent difficilement être mis sous forme de disques et présentent plusieurs autres inconvénients. Par exemple pour augmenter les temps de mémorisation, des procédures de fixation des données (par un cycle thermique par exemple) sont nécessaires. La remise à jour des informations est alors impossible à moins d'effacer tout le contenu de la mémoire. Afin d'augmenter les capacités de stockage nous désirons nous orienter vers d'autres matériaux qui ne présenteraient pas ces inconvénients. La solution la plus attrayante consisterait à employer des molécules commutables optiquement dispersées dans des matrices polymères. ____________________ Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique, UMR 8501, Orsay Contact : G. Pauliat, G. Roosen
Le composé lamellaire MnPS3 a été modifié par intercalation d’un spiropyrane cationique. Ce composé acquiert une aimantation spontanée en dessous de 40 K avec un cycle d’hystérésis très étroit. L’irradiation du matériau (365 nm) provoque l’ouverture de la molécule organique photochrome et un élargissement significatif du cycle d’hystérésis. 9 
Laboratoire de Chimie Inorganique, UMR 8613 Université Paris-Sud, Orsay Contact : Boillot, Clément, Leaustic, Yu Mise en évidence des modifications structuralesM  odélisation moléculaire de la commutation photo-induite La spectrométrie de molécules individuelles est une technique très performante d’étude des interactions moléculaires à l’état solide. La très grande sensibilité des électrons de valence aux perturbations fait de la fréquence de résonance moléculaire une véritable antenne des changements conformationnels (dans un rayon de quelques nm à la température de l’hélium liquide). Ainsi Kulzer et al 10 ont récemment mis en évidence la commutation photo-induite, réversible et reproductible de molécules aromatiques individuelles dans un cristal de p-terphényle à 2 K, signée par des sauts de fréquence de la molécule sonde éclairée avec un laser. De plus ces auteurs mettent en évidence par la réponse à un champ électrique appliqué (effet Stark) la brisure de symétrie de la molécule sonde (térrylène) dans la conformation commutée. Des calculs ab initio de dynamique moléculaire nous ont permis de comprendre les comportements variés des molécules sondes dans des environnements différents 11 et de proposer un modèle des sauts photo-induits en très bon accord avec l’expérience, y compris une brisure spontanée de symétrie. La figure montre à gauche le couple matrice-molécule sonde et à droite les modèles du site de substitution avant et après commutation. .
Laboratoire de Chimie Théorique et Physico-Chimie Moléculaire (UMR 5624) Université de Pau et des Pays de l'Adour Contact : Ross Brown Transition de phase et commutationSUIVI D'UNE TRANSITION DE PHASE SOLIDE-LIQUIDE PAR DIFFRACTION X FEMTOSECONDE N  ous venons d’observer 12 la transformation d’un matériau solide en un liquide avec une résolution temporelle suffisamment brève pour pouvoir suivre directement le mouvement des atomes au cours de la réaction. Pour filmer une telle transition de phase, il a fallu décomposer ces déplacements atomiques avec une précision de 100 femtosecondes. Cette expérience de physique de matière condensée a été possible grâce à l’utilisation d’un flash de rayons X ultrabref produit par laser et utilisé pour sonder l’échantillon. Système expérimental pour l’expérience de diffraction X femtoseconde La technique que nous utilisons est la suivante. Un faisceau laser ultrabref et intense est focalisé sur une cible solide telle que le silicium ou le cuivre. Un flash de rayonnement X (quelques angströms, 10-10 mètres) est produit suite à la formation d’un milieu de très haute température. La particularité de ce rayonnement X est de conserver la durée d’impulsion initiale du laser, c’est à dire 100 fs. Ce flash X ultrabref est ensuite utilisé pour sonder l’échantillon par la technique de diffraction X. De la même manière qu’un stroboscope, il permet de figer la structure du matériau pendant ces 100 fs. Le film de l’évolution de la structure peut être reconstitué en sondant l’échantillon à plusieurs reprises en faisant varier le retard depuis le début de la réaction 13. Dans l’expérience réalisée au Laboratoire d’Optique Appliquée, une partie du faisceau laser ultrabref et intense est utilisée pour exciter un cristal semiconducteur de InSb. Une partie des électrons de valence est excitée vers la bande de conduction. Ces électrons libres ne peuvent plus assurer la cohésion de la structure par le biais des liaisons inter-atomiques. La transition vers l’état liquide est beaucoup plus rapide (350 fs) que dans le cas où le processus de fusion est généré par le chauffage et l’agitation thermique des atomes du matériau.
Laboratoire d'Optique Appliquée (UMR 7639) ENSTA-Palaiseau Contact : Antoine Rousse Transformation neutre-ionique photo-induite Un aspect important et fascinant de certains matériaux moléculaires est la possibilité de commuter entre plusieurs phases de propriétés physiques différentes (optiques, magnétiques, diélec-triques, de conduction …) sous l’action d’une stimulation extérieure telle que la lumière, un champ magnétique ou électrique … Ceci est associé à un changement coopératif de l’état moléculaire, tel que la charge ou le spin, et est appelé multistabilité moléculaire. Ainsi, dans certains matériaux moléculaires photo-actifs non-conventionnels, la relaxation structurale de l’état électronique excité qui fait suite à l’absorption d’un photon, n’est pas localisée sur une seule molécule mais met en jeu un très grand nombre d’électrons et de molécules. Il y a non seulement auto-piégeage, ce qui conduit à une localisation de l’état excité relaxé, mais aussi une auto-amplification, ce qui amène la formation, par un photon, d’un nano-domaine transformé. Si un nombre suffisant de nano-domaines est formé au même moment (par exemple à l’aide d’un pulse laser ultra-court), le système commute alors totalement entre deux états macroscopiques différents. Cette transformation de phase photo-induite ouvre la voie à un nouveau type de manipulation de la matière par la lumière. Par exemple l’absorption d’un photon peut induire de l’ordre (dans un état métastable). Nous nous intéressons tout particulièrement aux complexes à transfert de charge constitués de chaînes avec alternance entre molécules donneurs (D) et accepteurs (A) d’électrons. Dans ces systèmes quasi-unidimensionnels (1D), les propriétés physiques, aussi bien à l’équilibre que hors d’équilibre, sont gouvernées par la formation de multi-excitons de transfert de charge relaxés structuralement : …D°A°D°A°(D+A-)(D+A-)(D+A-)(D+A-)D°A°D°A°D°A°… Ces excitations non-linéaires induisent la formation d’objets 1D à l’échelle nanométrique qui ont une dynamique à l’échelle de la picoseconde. En s’appuyant sur les études à l’équilibre thermodynamique, essentielles pour une compréhension rigoureuse des phénomènes photo-induits, nous avons entrepris la première étude structurale par diffraction X monochromatique en rayonnement synchrotron d’une transformation neutre-ionique photo-induite par irradiation laser femtoseconde (synopsis ci-dessous) en partant de la phase neutre haute température. Les résultats présentés ci-dessous bien que préliminaires démontrent d’ores et déjà que la transition neutre-ionique photo-induite n’est pas due à un simple chauffage laser, qui se traduirait par une diminution globale des intensités diffractées, et une première analyse détaillée est en faveur d’une mise en ordre photo-induite.
CCD
sample 80x80m2 Sample 80x80x200m3 
Groupe Matière Condensée et Matériaux (GMCM) UMR 6626 CNRS – Université de Rennes 1 Contact : Hervé Cailleau et Claude Ecolivet
Les composés à transition de spin sont sensibles à la pression en raison de la différence de volume entre les deux états. L’application de la pression favorise l’état de petit volume (bas spin) et décale ainsi la transition vers les hautes températures (figure de gauche). En première approximation le cycle d’hystérésis thermique se déplace comme la température d’équilibre de spin, selon la loi simple : |
