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Les aimants moléculaires sont des composés inorganiques constitués d’un coeur métallique entouré d’une molécule organique liant l’ensemble en un nano-aimant isolé et sans dimension.

L’anneau Cr7Ni est un des prototypes de qubits moléculaires les plus étudiés. Son spin ½ de l’état fondamental fait de lui un excellent candidat pour encoder un qubit dans l’espoir d’en faire la brique de base pour les portes quantiques des ordinateurs de demain.

Pour réaliser ces processeurs du futur, il est nécessaire d’assembler et de coupler le plus possible de portes quantiques soit dans un état intriqué, soit dans une superposition d’états selon le type de calcul auquel on destine ces processeurs.

Coupler deux anneaux de Cr7Ni avec une molécule de pyrazine a permis de réaliser un premier pas dans un tel assemblage en obtenant un dimère dont l’état fondamental est intriqué.  La détection et la mesure de cette intrication sont des paramètres très importants pour les applications futures mais elles n’étaient jusqu’ici réalisées qu’indirectement.

 

Une collaboration entre les universités de Parme, de Manchester, du centre de neutrons ISIS et de l’ILL (thèse ILL de Simon Ansbro) a obtenu une estimation plus directe de l’intrication à partir de la mesure des cartes en transfert de moment sur monocristal des transitions induites par les neutrons entre un état factorisé (non-intriqué) préparé à l’aide d’un champ magnétique et les états fondamentaux intriqués de ce dimère. Les détails expérimentaux et l’analyse théorique se trouvent dans la publication cité ici.

La chiralité dans tous ses états

Les propriétés de chiralité magnétique ont récemment suscité un grand intérêt comme de nouveaux moyens potentiels de transporter ou coder l'information dans le domaine de la spintronique par exemple. Les langasites, étudiés dans le passé pour leurs propriétés piézoélectriques, peuvent accommoder des réseaux d'atomes magnétiques à base de triangles. La frustration magnétique, peut alors conduire à des arrangements magnétiques complexes. Une équipe de l'institut Néel et en collaboration avec le SPSMS/CEA et l'Institut Laue Langevin à Grenoble, le Laboratoire Léon Brillouin à Saclay, et le synchrotron SOLEIL, a étudié un membre de cette famille, Ba3NbFe3Si2O14, par diffraction des neutrons polarisés. Ce composé est remarquable à bien des points de vue et, en particulier, pour ses propriétés uniques de chiralité : ce matériau réuni trois chiralités, une structurale et deux magnétiques, qui sont intimement reliées les unes aux autres. Cet état magnétique chiral génère des ondes de spins qui ne se matérialisent que selon une seule chiralité et constituent une signature univoque de l'état statique de chiralité sous-jacent. (en savoir plus)

Publication: "THz Magneto-electric atomic rotations in the chiral compound Ba3NbFe3Si2O14"  L. Chaix, S. de Brion, F. Lévy-Bertrand, V. Simonet, R. Ballou, B. Canals, P. Lejay , J. B. Brubach, G. Creff, F. Willaert, P. Roy, A. Cano, Phys. Rev. Lett. 110, 157208  (2013)

Les savons magnétiques

L'utilisation de détergents sensibles à un champ magnétique permettra peut-être de faciliter le traitement des eaux usées et les opérations de nettoyage des marées noires... La caractérisation structurale de ces solutions de savons a été effectuée à l'Institut Laue-Langevin (ILL), à Grenoble, par la technique de diffusion de neutrons aux petits angles.

Publication : "Magnetic Control over Liquid Surface Properties with Responsive Surfactants" Brown, P., Bushmelev, A., Butts, C. P., Cheng, J., Eastoe, J., Grillo, I., Heenan, R. K. and Schmidt, A. M. (2012), Angewandte Chemie.

http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-des-savons-magnetiques-28995.php

De l'eau dans les fullerenes

Une équipe constituée de chercheurs de divers horizons (Université de Notingham, ILL...) a utilisé la diffusion inélastique des neutrons par temps de vol afin d'étudier les niveaux quantiques de molécules d'eau encapsulées dans des fullerènes C60. Le fort confinement géométrique permet de discerner les états quantiques de rotation (para-H2O et ortho H2O) des états quantiques de translation.

Cette étude fait suite à des études similaires effectuées sur différentes molécules (H2) confinées dans des fullérènes (C60 et C70).

Publication: "Quantum rotation of ortho- and para- water encapsulated in a fullerene cage, C. Beduz, M. Carravetta, J. Y.-C. Chen, M. Concistrè, M. Denning, M. Frunzi, A. J. Horsewill, O. G. Johannessen, R. Lawler, X. Lei, M. H. Levitt, Y. Li, S. Mamone, Y. Murata, U. Nagel, T. Nishida, J. Ollivier, S. Rols, T. Rõõm, R. Sarkar, N. J. Turro and Y. Yang, PNAS 109, 12894  (2012)

Conférences à venir

Une liste des congres, workshops et conférences à venir est disponible sur le site web du LLB