Magnetophoresis-Assisted Capillary Assembly: A Versatile Approach for Fabricating Tailored 3D Magnetic Supercrystals.

MEMS cobalt nanorods controlled assembly magnetic nanoparticles magnetophoresis nanoparticle-based materials permanent magnet

Journal

ACS nano
ISSN: 1936-086X
Titre abrégé: ACS Nano
Pays: United States
ID NLM: 101313589

Informations de publication

Date de publication:
23 Mar 2021
Historique:
pubmed: 24 2 2021
medline: 24 2 2021
entrez: 23 2 2021
Statut: ppublish

Résumé

The fabrication and integration of sub-millimeter magnetic materials into predefined circuits is of major importance for the realization of portable devices designed for telecommunications, automotive, biomedical, and space applications but remains highly challenging. We report here a versatile approach for the fabrication and direct integration of nanostructured magnetic materials of controlled shaped at specific locations onto silicon substrates. The magnetophoresis-assisted capillary assembly of magnetic nanoparticles, either spherical or anisotropic, leads to the fabrication of high-performance Co-based permanent magnets and Fe-based supercrystals. Integrated sub-millimeter magnets as well as millimeter self-standing magnets exhibiting magnetic properties competing with NdFeB-based composites were obtained through this cost- and time-efficient process. The proof-of-concept of electromagnetic actuation of a micro-electromechanical system cantilever by means of these supercrystals highlights their potentiality as efficient integrated magnetic materials within nomadic devices.

Identifiants

pubmed: 33621048
doi: 10.1021/acsnano.0c10215
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

5096-5108

Auteurs

Pierre Moritz (P)

Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets, UMR 5215 INSA, CNRS, UPS, Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.
LAAS-CNRS, Université de Toulouse, 7 avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse, France.

Antoine Gonon (A)

Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets, UMR 5215 INSA, CNRS, UPS, Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.

Thomas Blon (T)

Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets, UMR 5215 INSA, CNRS, UPS, Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.

Nicolas Ratel-Ramond (N)

CEMES-CNRS, 29 rue Jeanne Marvig, 31055 Toulouse, France.

Fabrice Mathieu (F)

LAAS-CNRS, Université de Toulouse, 7 avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse, France.

Pierre Farger (P)

Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets, UMR 5215 INSA, CNRS, UPS, Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.

Juan-Manuel Asensio-Revert (JM)

Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets, UMR 5215 INSA, CNRS, UPS, Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.

Simon Cayez (S)

Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets, UMR 5215 INSA, CNRS, UPS, Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.

David Bourrier (D)

LAAS-CNRS, Université de Toulouse, 7 avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse, France.

Daisuke Saya (D)

LAAS-CNRS, Université de Toulouse, 7 avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse, France.

Liviu Nicu (L)

LAAS-CNRS, Université de Toulouse, 7 avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse, France.

Guillaume Viau (G)

Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets, UMR 5215 INSA, CNRS, UPS, Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.

Thierry Leïchlé (T)

LAAS-CNRS, Université de Toulouse, 7 avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse, France.
School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Tech-CNRS International Research Laboratory, Atlantic Drive, Atlanta, Georgia 30332, United States.

Lise-Marie Lacroix (LM)

Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets, UMR 5215 INSA, CNRS, UPS, Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.

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