Comparaison de films de NP20 obtenus par click ou par Langmuir Blodgett

avons comparé les propriétés magnétiques du film dense de NP20 assemblées par chimie click (Figure 104a) avec un film constitué du même lot de NP20 assemblées par la technique de Langmuir Blodgett (LB)⁶ (Figure 104b).

Les échantillons sont notés respectivement Film dense click NP20 et Film dense LB NP20.

159 Figure 104 : Clichés de microscopie électronique à balayage des échantillons étudiés en magnétisme (a) film dense de NP20 assemblées par chimie click, (b) film dense de NP20 assemblées par la technique de Langmuir Blodgett.

Comme présenté dans le chapitre I, cette technique présente l’avantage de conduire à la formation de films denses dans lesquels les NPs sont organisées localement en un réseau hexagonal compact avec une densité élevée.^{40, 55, 56}

Le film dense de NP20 assemblées par chimie click (Figure 104a) est constitué d’une monocouche de NPs dans laquelle les NPs ne sont pas organisées de façon régulière. Certaines zones sont constituées de chaînes linéaires de NPs assemblées les unes contre les autres tandis que d’autres zones sont constituées de domaines isotropes de NPs.

L’aimantation a été mesurée pour les deux films denses de NP20 en fonction du champ magnétique à différentes températures en appliquant le champ magnétique dans le plan de l’échantillon (Figure 105).

Figure 105: Aimantation en fonction du champ magnétique appliqué (a) à 300 K (b) à 5 K du Film dense click NP20 (courbe rouge) et du Film dense LB NP20 (courbe bleu foncé).

A 300K, les courbes d’aimantations des deux films ne présentent pas de cycles d’hystérèse donc les NPs sont superparamagnétiques dans le film pour les deux méthodes d’assemblage. De plus l’allure des courbes d’aimantation est quasiment identique entre les différentes méthodes d’assemblages.

b

a

1,0 ^{Film dense click NP20} _{Film dense LB NP20}

Champ magnétique appliqué (KOe)

A im a n ta ti o n (M /M s ) -2 -1 0 1 2 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 A im a n ta ti o n (M /M s )

Champ magnétique appliqué (KOe)

Film dense click NP20 Film dense LB NP20

160

De même à 5K, les cycles d’aimantation des films denses de NP20 assemblées par chimie click ou par la technique de Langmuir Blodgett ont une allure très similaire. Le champ coercitif Hc et l’aimantation rémanente relative Mr/Ms des deux films sont présentés dans le Tableau 37.

Tableau 37 : champ coercitif Hc et aimantation rémanente relative Mr/Ms pour des films denses de NP20 assemblées par chimie click ou par la technique de Langmuir Blodgett.

échantillon Hc (Oe) MR/MS Film dense click NP20 434 ± 30 0.47 ± 0.05

Film dense LB NP20 347 ± 30 0.47 ± 0.05 Poudre NP20 309 ± 30 0.35 ± 0.05

Le champ coercitif du film dense LB NP20 (Hc = 347 Oe) est 20 % plus faible que celui du Film dense click NP20 (Hc = 434 Oe). L’aimantation rémanente relative MR/MS est la même pour les deux films (MR/MS = 0. 47).

Le MR/MS ne semble pas modifié par l’existence ou non d’une organisation locale, mais est supérieur pour les deux films au MR/MS de la poudre. Le MR/MS augmente avec la force des ID.

Pour le champ coercitif : (HC)poudre < (HC)film dense LB < (HC)film dense click . Le Hc augmente avec la force des ID comme le montre le champ coercitif plus faible avec la poudre par rapport aux films. La différence de Hc entre les deux films suggère une anisotropie plus élevée dans le film obtenu par click que dans celui obtenu par LB.

L’aimantation en fonction de la température est étudiée pour le film dense click NP20 et le film dense LB NP20 (Figure 106).

Figure 106: aimantation ZFC/FC en fonction de la température du Film dense click NP20 (courbe rouge) et du Film dense LB NP20 (courbe bleu foncé). (b) Détail des courbes ZFC au maximum de l’aimantation.

L’allure de la ZFC/FC du film dense LB NP20 est très similaire à celle obtenue par Mathias Pauly avec des NP16 par LB (Figure 36) attribué au phénomène de superferromagnétisme. Un pic très large avait été observé à 215 K sur la ZFC et un second pic à 350 K. La FC était constante sur toute la gamme de température (5-400 K). Dans le cas du film dense LB obtenu avec les NP20, la FC présente aussi un

0 50 100 150 200 250 300 350 400 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

Film dense click NP20 Film dense LB NP20 M / M Z F C ma x Température (K)

a _b

Film dense click NP20 Film dense LB NP20 M / M Z F C max Température (K) 280 K

161 plateau sur toute la gamme de température. La ZFC présente un premier pic à 280 K et un second pic à 350 K. Le plateau de la FC indique que les moments sont gelés, même à 400 K. Ce comportement spécifique pourrait être attribué au phénomène de superferromagnétisme dû aux fortes interactions entre NP20. Dans ce cas, des domaines de NPs ayant leurs aimantations plus ou moins parallèles vont apparaitre (figure 33). n peut faire l’analogie entre cet état et ce qui se passe dans un matériau ferromagnétique, à la différence que l’on considère ici l’aimantation d’une NP et non plus des moments atomiques. On parle alors de superferromagnétisme²³, et on peut définir une température de Curie superferromagnétique, ainsi que des parois entre des domaines dont les aimantations sont parallèles. Dans ce cas, le pic à 350 K observé sur la ZFC du film LB NP20 correspondrait à la température de curie superferromagnétique, le premier pic observé sur la ZFC (à 280 K) correspondant à la température de blocage.

Pour le film dense de NP20 obtenu par click, nous n’observons pas de pic à 350 K, et il est difficile d’effectuer des mesures au-delà de 400 K pour conclure sans ambigüité. Cependant, l’allure de la ZFC montre une faible distribution de TB par rapport au film LB, ce qui indique des ID plus fortes dans le cas du film obtenu par click, la température de Curie superferromagnétique pourrait être située à plus haute température et non observable dans la gamme de température étudiée.