Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay

Amélie Bordage

Chargé de Recherche
Bât. 420LCI – ICMMO
Université Paris-Sud
15, rue Georges Clémenceau
91405 Orsay Cedex
FRANCE

+33 1 69 15 70 55
amelie.bordage@u-psud.fr

CHARGEE DE RECHERCHE AU CNRS (Section 14)

 

Equipe de Chimie Inorganique

Thème "(Nano)matériaux hybrides magnétiques et photomagnétiques"

 

Localisation : Bât. 420 (Rue du doyen Georges Poitou) , RDC, Bureau 005

photo-amelie.png

Centres d'intérêt

  • Expériences utilisant le rayonnement synchrotron
  • Propriétés électroniques et structuales des ions de métaux de transition
  • Matériaux moléculaires fonctionnels : Analogues du Bleu de Prusse, oxydes mixtes
  • Modélisation des spectroscopies de coeur

Techniques expérimentales

  • Spectroscopies de coeur : XAS, XES, XMCD (mesures sur synchrotron)
  • Synthèses d'analogues du Bleu de Prusse (addition goutte-à-goutte en milieu aqueux)
  • Synthèses solides par calcination sous air
  • Diffraction des rayons X sur poudre (mesures et affinemenet Rietveld)

Membre des sociétés savantes :

  • Association Française des Utilisateurs de Rayonnement Synchrotron (AFURS) — Membre du CA
  • International X-ray Absorption Society (IXAS)
  • Société Chimique de France (SCF)
  • Société Française de Minéralogie et Cristallographie (SFMC) — Membre du CA

 

Projets en cours

1. Développement d'une nouvelle méthodologie basée sur le XMCD au seuil K des métaux de transition pour quantifier de faibles distorsions structurales

ABP-ponts-cyanure-new.png

Les propriétés photomagnétiques des ABPs semblent être contrôlées par les faibles distorsions structurales de l'enchaînement A-NC-B (A,B = métaux de transition; Figure), qui sont cependant trop faibles pour être quantifiées par les méthodes usuelles de caractérisation structurale. Je m'attache donc à définir une nouvelle méthodologie utilisant le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X (XMCD) au seuil K des métaux de transition pour quantifier ces faibles distorsions du pont cyanure. Cela passe par une étude systématique d'ABPs modèles non-photomagnétiques

  • pour relier quantitativement variations du signal XMCD et distorsions structurales, et
  • pour démêler les effets physiques à l'origine des signaux XMCD au seuil K des métaux de transition.

Une fois la méthodologie développée, elle sera appliquée aux ABPs photomagnétiques afin de contrôler leur propriété et de tranférer à l'ambiante leur température de fonctionnement.

Ce projet, financé par une ANR Jeunes Chercheurs (2018-2021), est décrit plus en détails ici.

Techniques : XAS (Transmission et HERFD) et XMCD au seuil K des métaux de transition (Lignes Fame-UHD @ ESRF, SAMBA, DIFFABS et ODE @ SOLEIL)

 

2. Etude du photomagnétisme des analogues du Bleu de Prusse CoFe

Les ABPs XyCoFe (X = cation alcalin, y = 0-4) présentent un transfert de charge piezzo-, thermo- et/ou photoinduit selon la stoichiométire de l'ABP. De manière générale, ceux contenant 2 cations alcalins par maille (X2Co4[Fe(CN)6]3.3) présentent systématiquement des propriétés photomagnétiques à basse température, mais selon la nature du cation alcalin, ce transfert de charge photoinduit est précédé d'un transfert de charge thermiquement activé. De même, pour un même cation alcalin, la quantité insérée par maille module ce transfert de charge: les 2 ABPs Cs2CoFe et Cs0.7CoFe présentent un transfert de charge photoinduit à basse température, mais dans le cas de Cs0.7CoFe, un 1er transfert de charge thermiquement activé est observé (Figure). Certains de ces ABPs CoFe ont aussi été synthétisés avec succès sous forme de nanoparticules (~5 nm); dans le cas de l'ABP Rb2CoFe, malgré l'observation de différences entre les états fondamentaux des particules de différentes tailles, les propriétés photomagnétiques sont conservées dans les nanoparticules. Les précédentes études ont donc permis d'identifier de manière empirique quels ABPs CoFe présentent des propriétés photomagnétiques, mais paradoxalement, elles sont encore mal comprises.

Cs-2-07_CoKedge-2.png

Je m'attache donc à étudier de manière fondamentale ces propriétés photomagnétiques, dans le but de comprendre :

  • le rôle du cation alcalin dans les propriétés de tranfert de charge,
  • les paramètres-clés dans le contrôle du photomagnétisme et de la température à laquelle le transfert de charge photoinduit est observé,
  • l'impact de la réduction en taille des particules sur les propriétés photomagnétiques.

Techniques : XAS (Transmission et HERFD) au seuil K des métaux de transition et aux seuils des cations alcalins (Lignes BM20 @ ESRF, SAMBA et LUCIA @ SOLEIL)

 

3. Synthèse d'oxydes mixtes à partir d'analogues du Bleu de Prusse

calcinati-CoFe.png

Les oxydes présentent des propriétés intéressantes qui sont contrôlées par leur stoichiométrie et synthèse. Une voie de synthèse reproductible et permettant un contrôle parfait de la stoichiométrie est donc un élément clé pour le développement d'oxydes fonctionnels. La calcination d'ABPs sous air est une voie particulièrement intéressante pour cela : la stoichiométrie de l'ABP est en effet parfaitement contrôlée par les conditions de synthèse, avec une répartition homogène des métaux de transition. La calcination de l'ABP CoII4[CoIII(CN)6]2.7 en Co3O4 a d'abord été étudiée; afin de caractériser l'évolution de chaque type d'ions Co présents dans l'ABP et le spinelle Co3O4, la 1ère mesure in situ de XANES sélectif en site a été réalisée. Les études actuelles se concentrent sur l'ABP mixte Co4[Fe(CN)6]2.7 et la formation de l'oxyde spinelle Co1.8Fe1.2O4 (Figure). Le mécanisme de calcination a été décrit par ATD/ATG et des mesures ex situ de DRX sur poudre, et le protocole a été élargie pour la formation d'oxydes de stoichiométrie contrôlée et intermédiaire entre Co1.8Fe1.2O4 et Co3O4 ainsi que la formation de nanoparticules d'oxydes.

Dans le cadre de ce projet, mon rôle est de compléter l'étude en laboratoire par des mesures XAS in situ de la calcination par afin de caractériser en détail les degrés d'oxydation et structure locale des ions Co et Fe au cours de la calcination et dans le produit final.

Techniques utilisées : DRX sur poudre (ex et in situ), XAS in situ au seuil K des métaux de transition (Lignes FAME @ ESRF et ROCK @ SOLEIL)

 

Dernières publications

Transforming a Diamagnetic Ordered Mesoporous Silica Monolith into a Room Temperature Permanent Magnet through Multiscale Control of the Magnetic Properties. V. Trannoy, L. Altenschmidt, G. Fornasieri, A. Bordage, E. Rivière, P. Beaunier, A. Bleuzen, ChemNanoMat, 2018, 4, 1254-1261

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Effect of S on the aqueous and gaseous transport of Cu in porphyry and epithermal systems: Constraints from in situ XAS measurements up to 600°C and 300bars. M. Louvel, A. Bordage, B. Tripoli, D. Testemale, J.-L. Hazemann, J. Mavrogenes, Chemical Geology, 2017, 466, 500-511

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Ordered Mesoporous Silica Monoliths as a Versatile Platform for the Study of Magnetic and Photomagnetic Prussian Blue Analogue Nanoparticles. R. Moulin, E. Delahaye, A. Bordage, E. Fonda, J.-P. Baltaze, P. Beaunier, E. Rivière, G. Fornasieri, A. Bleuzen, European Journal of Inorganic Chemistry, 2017, 2017, 1303-1313