Soft magnetic nanostructured material

Contribution à l'étude des propriétés de matériaux magnétiques nanostructurés

Frédéric Mazaleyrat (1)

1 SATIE - Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie

This manuscript is presenting a years work on soft magnetic materials. Starting from some general considerations on the influence of size on physical systems, will propose a new classification of nanostructured material and its relevence in magntism. In a second step, a critical review of random anisotropy done with intention to show the relevence of shape anisotropy in Finemet type systems. A study of phase transition in FeCo based nanocrystallne materials is presented with emphasis on the role of cristalline fraction. In a third step, properties of soft magnetic composites processed from powder are presented, followed by a discussion on the magnetic structure of nanoparticles based on electron holography experiments. Finally, prospective of this work is presented.

L'objectif des travaux présentés ci-après est d'inventer de nouveaux matériaux magnétiques fonctionnels pour des applications innovantes dans le domaine du génie électrique. L'approche scientifique développée depuis les prémices de ma thèse est basée sur la compréhension des processus d'aimantation mis en jeu à l'échelle nanométrique (comportement individuel) et à l'échelle macroscopique dans des matériaux hétérogènes nanostructurés (comportement collectif). Ce travail s'appuie sur un large partenariat interdisciplinaire depuis la chimie (élaboration des matériaux, analyse structurale) jusqu'à la physique (processus d'aimantation, interactions hyperfines, nanostructure magnétique) sans oublier l'ingénierie (mise en forme) et les industriels, sur le plan national et international. Cette démarche s'inscrit dans une logique de "bas en haut" (bottom-up en langage savant) telle qu'elle sera décrite plus loin en détails.
Dans un premier temps, nous tenterons de définir les concepts scientifique qui caractérisent la science des nanomatériaux dans son ensemble et de proposer une nouvelle classification des nanomatériaux. Nous ferons appel aussi bien à des théories scientifiques établies qu'à une étude étymologique aux frontières de la physique et de la sémantique. Dans un deuxième temps, nous nous livrerons à une série "d'expériences théoriques" sur le nanomagnétisme, c'est à dire que nous nous efforcerons, en partant du concept d'anisotropie aléatoire, d'introduire des concepts théoriques originaux dans la simulation des propriétés magnétiques des matériaux nanostructurés. Dans un troisième temps enfin, nous tenterons de faire une analyse critique des travaux menés jusqu'à aujourd'hui dans le domaine des matériaux nanocristallisés à partir d'un précurseur amorphe et de leurs transitions magnétiques variées à haute température (superparamagnétisme, couplages d'échange...), sur les matériaux composités doux à base de nanopoudres et sur la structure magnétique des nanoparticules. Enfin, nous tenterons d'en tirer des conclusions utiles pour l'orientation des actions futures.

Mots clés: magnetism

Mots clés: Magnetisme

Domaines: Energie électrique; Matière Condensée [cond-mat]

Frédéric Mazaleyrat. Contribution à l'étude des propriétés de matériaux magnétiques nanostructurés. Energie électrique. Université Paris Sud - Paris XI, 2005. ⟨tel-00137137⟩