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EPFL: Le magnétisme dévoile peu à peu ses secrets

Lausanne (ots) - En première mondiale, des chercheurs de l'EPFL ont étudié l'énergie magnétique d'un atome isolé et de groupements infiniment petits d'atomes (nanostructures) déposés sur une surface. La découverte permet de décrire la variation de l'énergie magnétique lors de la formation, atome par atome, de nanostructures sur celle- ci. Les recherches ont été effectuées en collaboration avec l'Italie, la France et l'Allemagne. Elles font l'objet d'un article, publié ce jour-même, dans le magazine de référence « Science ».

« Pour la première fois, nous avons assisté à la naissance de l'anisotropie magnétique des atomes (caractère des corps et des milieux dont les propriétés magnétiques diffèrent selon la direction considérée), et nous sommes parvenus à la mesurer », se réjouit Pietro Gambardella, assistant du professeur Harald Brune à l'Institut de Physique des Nanostructures. Cette énergie est généralement observée, en très petite quantité, dans des atomes groupés, par exemple dans un morceau de métal magnétique. Elle représente la capacité de l'aimantation à changer de sens au sein même de la structure. Cela explique pourquoi les informations contenues dans les bits magnétiques d'un disque dur restent stables pendant de très longues périodes. Un atome isolé dans l'espace, au contraire, ne présente pas d'énergie d'anisotropie magnétique car son environnement est totalement isotrope (dont les propriétés physiques sont identiques dans toutes les directions).

Energie magnétique 200 fois supérieure Les physiciens connaissaient déjà les propriétés magnétiques d'un atome libre, différentes de celles d'un corps solide, formé d'un nombre d'atomes important. Ainsi, les recherches ont porté sur des atomes de cobalt isolés, déposés sur une surface plane de platine non magnétique. Les scientifiques ont pu mesurer, chez ces atomes, une énergie d'anisotropie magnétique 200 fois supérieure à celle dégagée par un atome, parmi d'autres, dans un cristal de cobalt. En chauffant la surface, les atomes se sont regroupés entre eux, par ensembles de 2 à 40 atomes. L'énergie d'anisotropie magnétique a alors diminué fortement, et cela dès le regroupement de 3 atomes déjà. Elle a rapidement évolué vers la valeur typique des métaux massifs.

Avancée significative Cette découverte permet une avancée significative dans la compréhension et dans la construction d'agrégats d'atomes magnétiques à l'échelle nanométrique. Elle inspirera peut-être un jour des chercheurs dans la conception de matériaux magnétiques aux propriétés encore plus performantes que celles qui sont connues actuellement.

Informations et photographies complémentaires : Harald Brune, professeur en physique des nanostructures : 021-693 54 51, (atteignable le 16.05. au 079 771 75 59) Pietro Gambardella, assistant en physique des nanostructures : 021- 693 33 27 Article de la revue "Science": Giant Magnetic Anisotropy of single Cobalt Atoms and Nanoparticles, Vol. 300 No. 5622 Site internet : http://www.epfl.ch/pressinfo/welcome.php? action=display&rep=Communiques



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