Comes commutation M

Perspectives de recherche et propositions d’activité

Une approche pluridisciplinaire basée sur les recherches en cours dans cette nouvelle communauté scientifique devrait permettre d’analyser précisément les facteurs importants pour les processus de commutation : origine des barrières d’énergie, chemins de relaxation structurale aux échelles moléculaire et macroscopique.

Les premiers enjeux de cette recherche sont : l’optimisation du rendement de photo-excitation, l’accélération de la cinétique de commutation et la maîtrise de la température de retour thermique. Ensuite, le dialogue physiciens/chimistes devrait faciliter la définition de matériaux nouveaux, notamment hybrides organiques/inorganiques auto-organisés, combinant de bonnes propriétés de commutation à diverses fonctionnalités. La réalisation de matériaux magnétiques photo-commandables (ou, inversement, magnéto-chromes) fonctionnant à l’ambiante semble un objectif encore lointain, en raison du compromis difficile à trouver entre la souplesse du réseau, qui permet de construire la barrière d’énergie par relaxation structurale, et la force des liaisons chimiques qui donnent naissance aux interactions magnétiques. Dans un premier temps, l’objectif d’améliorer les propriétés optiques ou électriques photo-commandables est certainement plus réaliste.

De manière générale, la recherche sur les modifications structurales induites par commutation est un élément essentiel pour la compréhension des propriétés de la phase commutée. Les divers états parcourus transitoirement sur le chemin de relaxation structurale peuvent être considérés comme de nouveaux états de la matière qui nécessitent tous les moyens d’étude structurale, résolus dans le temps. Les progrès récents dans les méthodes et appareils sont notamment illustrés par les nouvelles facilités offertes par le rayonnement synchrotron : étude ultra-rapide en diffraction X en projet sur SOLEIL, étude des corrélations spatiales par diffusion nucléaire résonante vers l’avant (NFS).

Les activités proposées dans le cadre du futur GdR sont : réunions plénières annuelles, ateliers thématiques annuels, aide à la mobilité de jeunes chercheurs ou doctorants par l’attribution de bourses (voyage + logement) pour de courts séjours en échange dans les équipes du GdR. Nous organiserons dans un délai de deux ans une école pluridisciplinaire francophone. La création immédiate d’un site web permettra de travailler de manière très ouverte autour du noyau formé par les équipes du COMES.

Fait à Versailles , le 24 Juillet 2001,

F. Varret, A. Bousseksou, M. Lawson-Daku


révision le 11.10.01

1 « Reversible Surface Morphology Changes of a Photochromic Diarylethene Single Crystal by Photo-irradiation », M. Irie, S. Kobatake, M. Horichi, Science, 2001, 291, 1769

2 V.Balzani, A. Credi, M. Venturi, « Molecular-Level Devices » dans Supramolecular Science : where it is and where it is going, Eds R. Ungaro, E. Dalcanale, Kluwer, Dortretch 1999, p 1 ; V. Balzani, A. Credi, F.M.Raymo, J.F. Stoddart, « Artificial Molecular Machines », Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3348

3 Fettouhi, M., Morsy, M., Waheed, A., Golhen, S., Ouahab, L., Sutter, J.-P., Kahn, O., Menendez, N., Varret, F.,

Spin-Crossover in the Complex Bis(cis-1,2-dicyano-1,2-ethylenedithiolato)[2-(p-pyridyl)-4,4,5,5-tetramethylimidazolinium]

iron(III). Inorg. Chem., 1999. 38 (21): p. 4910, .

Ouahab, L., Organic/Inorganic Supramolecular Assemblies and Synergy between Physical Properties. Chem. of Materials, 1997. 9: p. 1909-1926,

Sutter, J.-P., Fettouhi, M., Michaut, C., Li, L., Ouahab, L., O. Kahn, O., Synergy between Magnetic Interaction and Spin Crossover in an Iron (III) Complexe with an Organic Radical Cation as Ligand. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1996. 35(18): p. 2113-2116,

Iwahori, F., Golhen, S, Ouahab, L., Carlier, R., Sutter, J.-P., Cu^II coordination complex involving TTF-py as ligand. Inorg. Chem., in press.

4J. -L. Gallani, J. Le Moigne, L.Oswald, M. Bernard, P. Turek, « Induced ferromagnetic interactions in Langmuir-Blodgett films of an organic radical » , Langmuir, 2001, 17, 4, 1104-1109,

5Matouzenko, G.S., Létard, J.-F., Lecocq, S., Bousseksou, A., Capes, L., Salmon, L., Perrin, M., Kahn, O., Collet, A., Two-Step Spin Crossover in a Mononuclear Compound [Fe(DPEA)(bim)](ClO₄)₂·0.5H₂O: Crystal Structure, Magnetic Properties, Mössbauer Spectroscopy, and Photomagnetic Effects. Europ . J. Inorg .Chem., 2001, sous presse

6Crouxte-Barghorn, C., Soppera, O., Lougnot, D.J., Fabrication of microlenses by direct photoinduced crosslinking polymerization. Applied Surface Science, 2000. 168: p. 89-91 ;

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7 F.Lagugné Labarthet, T.Buffeteau and C.Sourisseau, Molecular orientation in azopolymer holographic diffraction gratings as studied by Raman confocal microspectrometry, J.Phys.Chem.B 102, 5754, (1998).

F.Lagugné Labarthet, T.Buffeteau et C.Sourisseau, Azopolymer holographic diffraction gratings : A time dependent analyses of diffraction efficiency, birefringence and surface relief modulation induced by linearly polarized interfering beams, J.Phys.Chem.B. 103, 6690, (1999)

F.Lagugné Labarthet, J.L.Bruneel, T.Buffeteau, C.Sourisseau, M.R.Huber, S.J..Zilker, T.Bieringer, Photoinduced orientations of azobenzene chromophores in two distinct holographic diffraction gratings as studied by polarized Raman confocal microspectrometry, Phys. Chem. Chem. Phys., 2, 5154, (2000).

F.Lagugné Labarthet, T.Buffeteau and C.Sourisseau, Orientation Distribution Functions for Uniaxial Systems Oriented Perpendicularly to a Constraint Direction, Applied Spectroscopy, 54, 699, (2000).

8 C. Denz, G. Pauliat, G. Roosen, T. Tschudi, Opt. Comm.85, 171-176 (1991),"Volume hologram multiplexing using a deterministic phase encoding method".

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9 Boillot, M.-L., Sour, A., Delhaes, P., Mingotaud, C., Soyer, H., A photomagnetic effect for controlling spin states of iron(II) complexes in molecular materials. Coord. Chem. Rev., 1999: p. 190-192, 47-59.

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Bénard, S., Léaustic, A., Rivière, E., Yu, P., Clément, R., Interplay between Magnetism and Photochromism in Spiropyran-MnPS₃ Intercalation Compounds. Chem. Mater., 2001, sous presse.

10 Kulzer, F., Kummer, S., Matzke, R., Bräuchle, C., Basché, T., Single-molecule optical switching of terrylene in p-terphenyl. Nature, 1997. 387: p. 688, .

11 Bordat, P., Brown, R., Elucidation of optical switching of single guest molecules in terrylene/p-terphenyl mixed crystals. Chem. Phys. Lett., 2000. 331: p. 439-445

12Rousse, A., Rischel, C., Fourmaux, S., Uschmann, I., Sebban, S., Grillon, G., Balcou, P., Förster, E., Geindre, J.-P., Audebert, P., Gauthier, J.-C., Hulin, D., Nature, 2001. 410: p. 65-68,

13 Rischel, C., Rousse, A., Uschmann, I., Albouy, P.A., Geindre, J.P., Audebert, P., Gauthier, J.C., Forster, E., Martin, J.L., Antonetti, A., Nature, 1997. 390(6659): p. 490

14J. Jeftic, N. Menéndez, A. Wack, E .Codjovi, A. Goujon, J. Linarès, G. Hamel, S. Klotz, G. Sifosse and F. Varret « Helium Gas Pressure Apparatus With Optical Reflectivity Detection » Measurement Science and Technology, 1999, 10, 1059-1064

15E. Codjovi, N. Menendez, J. Jeftic and F. Varret « Pressure and temperature hystereses in the spin-transition solid [Fe(btr)₂(NCS)₂].H₂O, pure and diluted in Ni matrix » Comptes Rend. Acad Sci., 2001, 4, 181-188, numéro spécial à la mémoire d’Olivier Kahn,

16 Bousseksou, A., Negre, N., Goiran, M., Salmon, L., Tuchagues, J.-P., Boillot, M.-L., Boukhedaden , K., Varret, F., Dynamic triggering of a spin-transition by a pulsed magnetic field. Eur. Phys. J. B, 2000. 13(3): p. 451-456,

17 Lemercier, G., Verelst, M., Bousseksou*, A., Varret, F., Tuchagues, J.P., Towards control of the intrinsic characteristics of spin-crossover in ferrous materials, in Magnetism, a supramolecular function, O. Kahn, Editor. 1996, Kluwer Academic Publishers. p. 335-356.

18 H. Spiering, E. Meissner, H. Köppen, E. W. Müller and P. Gütlich, Chem. Phys., 68, 65 (1982); A. Hauser,

J. Chem. Phys., 94, 2741 (1991); J. Jeftic and A. Hauser, J. Phys. Chem. B, 101, 10262 (1997).

19 A. Desaix, O. Roubeau, J. Jeftic, JG. Haasnoot, K. Boukheddaden, E. Codjovi , J. Linares, M.Nogues, F.Varret, Eur. Phys. J. B 6 (1998) 183-193

20 F.Varret, K. Boukheddaden, J. Jeftic and O. Roubeau , ICMM’98 (Seignosse, France),

J. Mol. Cryst. Liq. Cryst, 335 (1999) 1273-1284

21 C. Enachescu, H. Constant-Machado, E. Codjovi, K. Boukheddaden, J. Linarès, F. Varret

« Direct access to the photo-excitation and relaxation terms in photo-switchable solids : non-linear aspects »,

J Phys. Chem. Solids, sous presse

22 Jeftic, J., Matsarski, M., Hauser, A., Goujon, A., Codjovi, E., Linarès, J., Varret, F., Quasi-static nature of the Light Induced Thermal Hysteresis in [Fe(ptz)₆](BF₄)₂ spin-transition solid. Polyhedron, 2001, 20,1599-1606

23 Hauser, A., Jeftic, J., Romstedt, H., Hinek, R., Spiering, H., Cooperative Phenomena and Light-Induced Bistability in Fe(II) Spin Crossover Compounds. Coordination Chemistry Reviews, 1999. 190-192: p. 471-491, .

24 Jeftic, J., Hauser, A., Pressure Study of the Thermal Spin Transition and the High-Spin -> Low-Spin Relaxation in the R3i and P1i Crystallographic Phases of [Zn_1-xFe_x(ptz)₆](BF₄)₂ (ptz = 1-n-propyltetrazole, x = 0.1, 0.4, 1). Journal of Physical Chemistry B, 1997. 101: p. 10262-10270,.

25Jeftic, J., Hauser, A., Varret, F., Ecolivet, C., Pressure, temperature and light influence on spin transition solids. High Pressure Research, 2000. 18: p. 195-201

2

26 Bleuzen, A., Lomenech, C., Escax, V., Villain, F., Varret, F., Cartier dit Moulin, C., Verdaguer, M.,

Induced Ferrimagnetic systems in Prussian Blue Analogs C^I_xCo₄[Fe(CN)₆]_y (C^I=alkali cation).

Part I. Conditions to observe the phenomenon. J. Am. Chem. Soc., 2000. 122: p. 6648-6652

27 Verdaguer*, M., Molecular Electronics emerges from Molecular Magnetism. Science, 1996. 272: p. 698-699

28 Cartier dit Moulin*, C., Villain*, F., Bleuzen*, A., Arrio, M.-A., Sainctavit, P., Lomenech*, C., Escax*, V., Baudelet, F., Dartyge, E., Gallet, J.J., Verdaguer*, M., Photo-Induced Ferrimagnetic systems in Prussian Blue Analogs C^I_xCo₄[Fe(CN)₆]_y (C^I=alkali cation). Part II. X-Ray Absorption Spectroscopic investigation of the metastable state. J. Am. Chem. Soc., 2000. 122: p. 6653-6658, .

29 A.Goujon, O.Roubeau, M.Noguès, F.Varret, A.Dolbecq and M.Verdaguer, Europ. Phys. J. B, 2000, 14, 115-124

30 F.Varret, M. Nogues, A. Goujon « Photo-magnetic properties of some inorganic solids », Magnetism :

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31 A. Goujon, Thèse de Doctorat, Versailles (22/06/2001)

32 A. Goujon, F. Varret, V. Escax, A. Bleuzen, M. Verdaguer , ICMM’2000 (San-Antonio, Sept 2000),

Polyhedron, 2001

33 Apostoluk, A., Chapron, D., Sahraoui, B., Gadret, G., Fiorini, C., Raimond, P., Nunzi, J.-M. The phase dependence and holographic properties of the quasi phase matched chi(2) gratings printed by all-optical poling in polymer films. in "Periodic Miscrostructured Nonlinear Optical Materials" (PMNLOM) Workshop. 2001. Madrid.

34 Atassi*, Y., Chauvin*, J., Delaire*, J.A., Delouis*, J.-F., Fanton-Maltey*, I., Nakatani*, K., Photoinduced manipulations of photochromes in polymers : anisotropy, modulation of the NLO properties and creation of surface grating. Pure and Appl. Chem., 1998. 70(11): p. 2157, .

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Bénard, S., Rivière, E., Yu, P., Nakatani*, K., Delouis*, J.-F., A photochromic molecules-based magnet. Chem. Mater., 2001. 13(1): p. 159, .

35 P. Lainé, E. Amouyal, “ Photophysical properties of osmium(II) complexes with the novel 4’-p-phenylterpyridine-triarylpyridinium ligand ”, Chem. Commun., 1999, 935-936.

36 Casida*, M.E., Time-dependent density-functional response theory for molecules, in Recent Advances in Density Functional Methods, Part I, D.P. Chong, Editor. 1995, World Scientific: Singapore. p. 155.

37 Jamorski, C., Casida*, M.E., Salahub, D.R., Dynamic Polarizabilities and Excitation Spectra from a Molecular Implementation of Time-Dependent Density-Functional Response Theory: N₂ as a Case Study. J. Chem. Phys., 1996. 104: p. 5134

38 Casida*, M.E., Jamorski, C., Casida, K.C., Salahub, D.R., Molecular excitation energies to high-lying bound states from time-dependent density-functional response theory: Characterization and correction of the time-dependent local density approximation ionization threshold. J. Chem. Phys., 1998. 108: p. 4439

39 Casida*, M.E., Casida, K.C., Salahub, D.R., Excited-state potential energy curves from time-dependent density-functional theory: A cross-section of formaldehyde's ¹A₁ manifold. Int. J. Quant. Chem., 1998. 70: p. 933, (International Journal of Quantum Chemistry, Quantum Chemistry Symposium No. 32, Proceedings of the International Symposium on Atomic, Molecular, and Condensed Matter Theory).

40Guan, J., Casida*, M.E., Salahub, D.R., Time-dependent density-functional theory investigation of excitation spectra of open-shell molecules. J. Molec. Structure (Theochem), 2000. 527: p. 229,

41 Casida*, M.E., Gutierrez, F., Guan, J., Gadea, F.-X., Dennis Salahub, Daudey, J.-P.,., Charge-transfer correction for improved time-dependent local density approximation excited-state potential energy curves: Analysis within the two-level model with illustration for H₂O and LiH. Phys., J.C 2000. 113: p. 7062, .

42 Ziane*, O., Casalegno*, R., Corval*, A., Multistep photoinduced proton transfer in crystalline 2-(2’,4’-dinitrobenzyl)pyridine. Chemical Physics, 1999. 250: p. 199-206

43 PhotoInduced Phase Transition, Osaka, 15-17 Nov 2001

44 Molecular Photomagnetism, ESF Advanced Workshop, Seeheim (All.), 3-7 Octobre 2001