Projet LUMINESS
© Ella Maru Studio
Compréhension à l’aide de la lumière de l’interaction magnéto-chirale et la sélectivité de spin induit par la chiralité
Mots-clés
Chiralité ; spintronique ; orbitronique, chiroptique ; CISS ; MChA
Résumé
La sélectivité de spin induite par la chiralité (CISS) est devenue ces dernières années un sujet de recherche interdisciplinaire intense. La très forte interaction énantiosélective spin électronique-matériau chiral observée représente à la fois une question fondamentale intrigante et la promesse d’une vaste gamme d’applications à grande échelle, allant des dispositifs spintroniques comme les diodes électroluminescentes à polarisation circulaire et les mémoires optiques magnéto-chirales, jusqu’à la séparation des énantiomères et l’électrolyse pour la génération d’hydrogène. Cependant, jusqu’à présent, aucune explication satisfaisante n’a pas été trouvée pour les forts effets CISS, ce qui freine la réalisation de leur potentiel d’application énorme. Une autre manifestation de l’interaction entre chiralité et magnétisme est l’anisotropie magnéto-chirale (MChA), qui est devenue un représentant éminent de la classe plus large des phénomènes de transport non-réciproques dans les systèmes à symétrie brisée, qui jouent un rôle important dans les systèmes quantiques topologiques et en physique de la phase de Berry.
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Le projet LUMINESS vise à obtenir une compréhension complète et quantitative de l’effet CISS, à déterminer sa relation avec la MChA et à développer son potentiel d’application, tout en utilisant des méthodes chiroptiques avancées, allant des micro-ondes aux rayons X, pour contrôler la chiralité électronique, à la fois spin- et orbitale, et d’étudier son interaction avec des matériaux moléculaires chiraux conçus et synthétisés sur mesure.
Les deux principales approches expérimentales sont l’étude de la génération et du transport des photoélectrons avec un spin et/ou un moment orbitalaire bien définis, à travers des molécules, couches fines et cristaux chiraux, conçus et synthétisés sur mesure, et le développement de nouvelles techniques spectroscopiques chiroptiques. Un effort théorique important vise à trouver une description quantitative du couplage entre le moment angulaire et la chiralité, et interprétera et guidera les expériences.
LUMINESS rassemblera et renforcera les activités CISS et MChA existantes en France dans un effort coordonné, collectif et structuré et permettra d’établir un leadership français dans ce domaine qui réalisera le potentiel des actions combinées de la chiralité et du magnétisme en opto-électronique, spintronique et orbitronique.
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Consortium
LNCMI • Grenoble & Toulouse
Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses
Geert RIKKEN, Matteo ATZORI, Cyrille TRAIN
ICMCB • Bordeaux
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux
Elizabeth HILLARD, Mathieu GONIDEC, François RIOBE, Patrick ROSA, Baptiste VIGNOLLE
LMA • Angers
Laboratoire MOLTECH-Anjou
Narcis AVARVARI, Alexandre ABHERVE, Flavia POP, Nicolas ZIGON
IMPMC • Paris
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie
Philippe SAINCTAVIT, Amelie JUHIN, Marie-Anne ARRIO, Hebatalla ELNAGGAR, Christian BROUDER
SPEC • Saclay
Service de physique de l’état condensé
Cyrille BARRETEAU, Alexander SMOGUNOV
ESRF • Grenoble
European Synchrotron Radiation Facility
Andrei ROGALEV, Fabrice WILHELM
Publications
Documents récupérés de l'archive ouverte HAL 
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