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Magnétométrie SQUID

Le magnétomètre SQUID permet de mesurer avec une grande sensibilité le moment magnétique d’un échantillon en fonction du champ magnétique (statique ou/et alternatif) et de la température.

On peut facilement déduire des mesures l’aimantation et la susceptibilité magnétique de la substance analysée. On obtient ainsi des informations générales sur le comportement magnétique et électronique (caractère isolant ou conducteur, degré d’oxydation d’un ion, état de spin, transitions magnétiques, isolant-métal ou supraconductrices, etc.).

Une vaste gamme d’échantillons et de matériaux peut ainsi être analysée de façon non destructive ; poudres, céramiques, cristaux, amorphes, gels, couches épaisses, etc.

Notre magnétomètre SQUID : Quantum Design MPMSXL7

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Membre du réseau francophone de magnétométrie ;
Collaborations académiques nationales (Bordeaux, Le Mans, Orsay, Grenoble, Clermont-Ferrand, etc.) et internationales (Bulgarie, Roumanie).

Spécifications techniques

Échantillons : poudre, cristal, gel, couche épaisse avec une masse comprise entre 1 mg et 1 g (environ) ;
Champ magnétique statique jusqu’à 70 kOe (7 T) ;
Champ magnétique alternatif jusqu’à 3 Oe ;
Gamme de température : 2-400 K en configuration standard, jusqu’à 750 K avec le four (taille d’échantillon réduite).

Exemples et applications

Étude de matériaux pour supercondensateurs ou batteries

Des nanoparticules de Fe₂WO₆ ont été préparées et étudiées à l’Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel afin de réaliser des électrodes négatives pour supercondensateurs. L’étude comparative des propriétés magnétiques, par magnétométrie SQUID, d’une électrode non utilisée et de cette même électrode utilisée lors de 10 000 cycles de charge/décharge montre que le matériau ne s’amorphise pas, ne se dégrade pas, lors des cycles de fonctionnement.

Étude de matériaux multiferroïques

Les matériaux magnétoélectriques et les multiferroïques ont des applications potentielles dans le domaine des technologies de l’information (stockage de l’information pour les multiferroïques, notamment). La magnétométrie, associée aux mesures diélectriques, permet de détecter la présence de transitions multiferroïques dans les matériaux. Pour le composé MnWO₄, nous avons pu montrer que la transition multiferroïque est présente non seulement dans le matériau céramique microstructuré, mais aussi pour des céramiques nanostructurées (taille de particules : environ 50 nm).