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Quand un bombardement crée… de l’ordre

Industrie et Technologies
Irradier un matériau avec un faisceau de particules nucléaires cause généralement beaucoup de dégâts. Des chercheurs du CNRS, avec le CEA et une équipe allemande, créent donc la surprise en annonçant qu'ils ont

La collaboration franco-allemande a développé une technique d’irradiation  permettant d'induire pas à pas la mise en ordre d'alliages fer-platine (FePt) et fer-palladium (FePd), dont les propriétés sont potentiellement d'un intérêt majeur pour les futurs média d'enregistrement magnétique à ultra-haute densité (disques durs, mémoire…).

 Le mécanisme de mise en ordre, qui a été entièrement modélisé grâce à des simulations numériques, permet de modifier à basse température ces alliages après leur synthèse. Outre l'enregistrement magnétique haute densité, on peut envisager des applications à la réalisation de couches ultra-dures pour le traitement de surfaces.

Explication : un alliage simple, constitué de deux composants A et B avec une structure cristalline bien définie (par exemple cubique), existe sous deux formes : l'une chimiquement désordonnée, avec une répartition aléatoire des atomes A et B sur les sites du cube, et l'autre chimiquement ordonnée dans laquelle les atomes A et B occupent des positions relatives bien définies (par exemple en formant dans une direction précise des plans successifs contenant uniquement des atomes de type A ou B).

Habituellement, la mise en ordre qui permet de passer de la première à la deuxième configuration, est obtenue en chauffant à une température suffisante (souvent de l'ordre de 600 à 1000°C) pour que les vibrations atomiques créent dans le réseau des lacunes permettant des échanges entre les paires A et B.

Or, sous irradiation, les atomes sont déplacés - et des lacunes créées - par le faisceau incident, de sorte que ces échanges se font à basse température. En contrôlant finement les paramètres du faisceau et en irradiant à une température de l'ordre de 200 à 300°C seulement, on permet ainsi au système de relaxer vers son état ordonné, plus stable.

Cette idée avait été initialement proposée par le Prix Nobel Louis Néel au début des années 60, puis oubliée. Elle vient d’être redécouverte par les partenaires du projet, à savoir le  Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse,  (CNRS/IN2P3-Université Paris XI - Orsay,) le  Service de Physique des Matériaux & Microstructures du CEA ( Grenoble) et  le FZ-Rossendorf, Inst. Ionenstrahlphys. & Materialforsch  de  Dresde (Allemagne).

Franck Barnu
(Source CNRS)

Pour en savoir plus
- Contact chercheur CNRS : Harry Bernas, Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse bernas@csnsm.in2p3.fr 

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