Matériaux Hybrides Nanotubes de Carbone / Ferromagnétiques : Elaboration et Propriétés Magnétiques Statiques
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Date
2016
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Les matériaux hybrides à base de nanotubes de carbone remplis par des matériaux
ferromagnétiques (NTC-FM) présentent un fort potentiel pour des applications en
électronique de spin. Leurs propriétés magnétiques dépendent fortement de la qualité de leur
synthèse : densité, orientation et efficacité de remplissage. Deux méthodes d’élaboration des
(NTC-FM) ont été utilisées : i) synthèse ex-situ après ouverture mécanique des nanotubes
élaborés par arc électrique et in-situ pendant la synthèse par arc électrique, ii) synthèse par
dépôt vapeur chimique assisté par plasma (PECVD) en présence de catalyseurs Co et Co/Pd.
Les deux approches de confinement des nanotubes de carbone avec des métaux
ferromagnétiques ont été comparées. La première méthode de synthèse des nanotubes
hybrides a montré que l’approche par arc électrique in-situ est plus efficace surtout par l’ajout
d’un promoteur comme l’yttrium (Y) et le soufre (S). Les différentes proportions catalytiques
au cours de la synthèse ont été variées et leur influence sur la production des nanotubes
hybrides étudiée. La qualité et la quantité des nanotubes obtenus ainsi que les rendements
disponibles au cours de la synthèse ont été améliorés. La réponse magnétique est également
meilleure. La synthèse des nanotubes hybrides par PECVD a révélé que l’adjonction d’une
mince couche de palladium (~6 nm) comme catalyseur avec le cobalt conduit à une nette
amélioration de la densité, du remplissage et de l’alignement des nanotubes. Les mesures
magnétiques ont mis en évidence la contribution d’une anisotropie de forme que l’on peut
associer à une meilleure orientation géométrique des nanotubes par rapport au substrat.