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From the Planetary to the Nanoscale: Magnetism at the Interface

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De la nature au laboratoire et vice-versa

Un projet de minéralogie magnétique sous la direction de chercheurs financés par l'UE a forgé une meilleure compréhension des théories de magnétisme. Pour ce faire, ils ont étudié des processus qui se déclenchent au niveau de l'écorce terrestre.

Changement climatique et Environnement

La minéralogie magnétique est l'étude des propriétés magnétiques des minéraux. Les oxydes de fer-titane (FeTi) font partie de ces minéraux et constituent les principaux supports magnétiques de l'écorce terrestre. Les deux pôles, l'hématite et l'ilménite, sont intéressants d'un point de vue technologique et industriel. Tous deux magnétiques et semi-conducteurs, ces oxydes de fer-titane ont des applications en photovoltaïque, dans les piles à combustibles et dans d'autres domaines de recherche scientifique. Le travail des chercheurs du projet PNMI («From the planetary to the nanoscale: Magnetism at the interface») visait à comprendre la génération et l'évolution des champs magnétiques sur Terre et sur d'autres planètes. Ils ont également abordé des questions relatives à la manière dont les informations magnétiques dans l'écorce terrestre sont préservées. Un autre domaine d'exploration était celui où le magnétisme émerge de matériaux naturels et comment comprendre ces systèmes naturels par leurs propriétés magnétiques. En utilisant une grande variété d'outils expérimentaux, y compris des expériences de microscopie électronique à balayage, de rayons X et de diffraction électronique, les chercheurs de PNMI ont découvert de nouveaux renseignements sur les roches anciennes. Ils ont analysé les propriétés magnétiques des échantillons géologiques et les ont comparées aux données provenant des matériaux synthétiques. Ces analyses ont fourni des informations structurelles sur les matériaux naturels, alors que des échantillons synthétiques ont permis d'analyser les effets magnétiques dans les oxydes FeTi. La structure de ces échantillons offre une preuve unique des processus géologiques, aidant les chercheurs de PNMI à comprendre les systèmes complexes présents sous nos pieds. Ils ont également démontré des propriétés magnétiques intéressantes, avec des applications utiles. Dans le cas des solutions hématite-ilménite, les échantillons ont acquis une aimantation rémanente qui s'oppose à la direction du champ magnétique auquel elle a été soumise, un phénomène appelé aimantation thermorémanente auto-inversée. Les résultats de ces examens ont été résumés dans une série d'articles publiés dans des revues à comité de lecture. Le projet PNMI a entraîné une interprétation cohérente des processus physiques et chimiques responsables de l'auto-inversion dans les solutions solides d'hématite-ilménite. Parallèlement, la compréhension de leurs propriétés intrinsèques devrait aider les scientifiques à identifier la présence d'hématite et d'ilménite dans les échantillons de roche sur Terre et sur d'autres planètes.

Mots‑clés

Minéralogie magnétique, magnétisme, écorce terrestre, minéraux, fer-titane, oxydes, supports magnétiques, hématite, ilménite, photovoltaïque, piles à combustibles, nanoéchelle, interface, champs magnétiques, matériaux naturels, processus géologiques

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