Explorer les caracteristiques magnetiques des nanostructures grace au microscope electronique a transmission

Deux physiciens des solides de l’Universite technique de Vienne, Peter
Schattschneider et Cecile Hebert, ont demontre qu’un microscope
electronique a transmission (TEM) suffit a observer le phenomene de
dichroisme circulaire magnetique. Le recours a la methode XMCD (X-Ray
Magnetic Circular Dichroism) ne serait donc plus necessaire. La methode
XMCD, developpee dans les annees 80, est couramment utilisee pour
etudier les structures magnetiques de surfaces et de lames minces, mais
a pour defauts d’etre peu precise et couteuse, puisque necessitant
l’utilisation d’un synchrotron. Elle consiste de fait a soumettre
l’echantillon etudie a un rayonnement X polarise circulairement, et a
etudier l’absorption de ce rayonnement, plus ou moins importante selon
l’orientation des elements magnetiques constitutifs du materiau.
L’utilisation du TEM permettrait d’atteindre des resolutions dix fois
superieures (de l’ordre de l’atome), pour des couts sans commune mesure,
et pour des structures dont l’epaisseur pourrait aller jusqu’a 100 nm.
La nouvelle methode d’analyse, baptisee ELMCD (Energy Loss Magnetic
Chiral Dichroism), serait donc particulierement adaptee a l’etude des
films magnetiques. En outre, les proprietes magnetiques, morphologiques,
chimiques et cristallographiques des materiaux pourront etre
caracterisees simultanement. Il s’agit donc d’une decouverte
significative, faite dix mois seulement apres le lancement du projet
europeen correspondant, CHIRALTEM (CHIRAL dichroism in the Transmission
Electron Microscope), projet finance a hauteur de 890.000 euros par le
programme NEST (New and Emerging Science Science La science est désormais l’affaire de tous. Découvrez la science d’une manière ludique et active. Nous vous proposons d’en découvrir plus sur nos expéditions à la voile, découverte du plancton. and Technology). Le programme
NEST, destine a soutenir et anticiper les besoins scientifiques et
technologiques, veut en effet soutenir la recherche visionnaire, a haut
risque. La mise en pratique d’idees originales, pour certaines vouees a
l’echec, y est encouragee. Les partenaires de CHIRALTEM vont desormais
etudier des materiaux magnetiques durs, puis des composants issus des
nanotechnologies, apres s’etre consacre aux materiaux ferromagnetiques.
Des applications a la spintronique, voire a l’etude des bacteries
magnetiques, sont envisagees. Le Laboratoire national des technologies
avancees et des nanosciences de Trieste (TASC, Technologie Avanzate en
nano Scienza, INFM National Laboratory, http://www.tasc-infm.it)
comparera les resultats obtenus avec ceux issus de la methode XMCD,
l’Institut de physique de l’Academie des sciences de la Republique
Tcheque (Fyzikalni ustav Akademie ved CR,
http://www.fzu.cz) realisera des simulations numeriques, et l’’Institut
de physique des structures de l’Universite de Dresde (Institut fur
Strukturphysik, http://www.physik.tu-dresden.de) mettra au point une
methode alternative, tandis que les chercheurs de l’Universite de
Regensburg (Institut fur Magnetismus and Magnetoelektronik der
Universitat Regensburg,
http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/back/) developperont des
methodes de preparation et de controle des echantillons.