L’équipe "Composés Intermétalliques et Matériaux Hybrides" étudie la cristallochimie et les propriétés de deux familles de solide à l’état massif : les intermétalliques et les hybrides de type MOFs (Metal Organic Frameworks).

Les intermétalliques étudiés associent des éléments métalliques à des métalloïdes et peuvent contenir jusqu’à deux éléments magnétogènes (un métal de la 1ère série de transition et/ou un lanthanide). Ils sont le siège de phénomènes physiques intéressants du point de vue fondamental (criticité quantique, valence intermédiaire, magnétisme frustré, etc.) et appliqué (matériaux magnétocaloriques, aimants permanents, capteurs, etc.).

Les travaux sur les matériaux hybrides concernent des solides cristallins où les entités minérales de basse dimensionnalité (feuillets, chaînes, etc.) sont liées entre elles par des molécules organiques à groupements dicarboxylates. Les MOFs étudiés contiennent au moins un cation magnétique (3d ou 4f). Nos travaux visent notamment à élaborer des systèmes multifonctionnels où les propriétés magnétiques entrent en synergie avec d’autres propriétés physiques comme, par exemple, dans les systèmes à propriétés magnéto-optiques.

Ces deux familles de matériaux, très différentes du point de vue cristallochimique, nécessitent des moyens de synthèse variés allant de la chimie douce pour les hybrides à la métallurgie haute-température pour les intermétalliques. Elles sont cependant étudiées avec des outils communs, en particulier : la diffraction des rayons X et des neutrons, la spectrométrie Mössbauer, les mesures magnétiques (AC et DC) et les mesures de chaleur spécifique.

L'équipe développe des thématiques transverses à ces deux familles, à savoir, actuellement : criticité quantique, effet magnétocalorique et magnétisme frustré.

Ces matériaux sont étudiés en collaboration avec d’autres équipes du laboratoire : Surfaces et Spectroscopies ; Matériaux à Propriétés Thermoélectriques et à travers des projets nationaux et internationaux.

Une partie des travaux est effectuée sur grands instruments :

• Diffraction des neutrons sur poudre à l’Institut Laue Langevin
• Diffraction des neutrons sur monocristal au Paul Scherrer Institut
• XANES et XMCD sous pression et diffraction des rayons X au Synchrotron SOLEIL