22 research outputs found

    The skyrmion switch: turning magnetic skyrmion bubbles on and off with an electric field

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    Nanoscale magnetic skyrmions are considered as potential information carriers for future spintronics memory and logic devices. Such applications will require the control of their local creation and annihilation, which involves so far solutions that are either energy consuming or difficult to integrate. Here we demonstrate the control of skyrmion bubbles nucleation and annihilation using electric field gating, an easily integrable and potentially energetically efficient solution. We present a detailed stability diagram of the skyrmion bubbles in a Pt/Co/oxide trilayer and show that their stability can be controlled via an applied electric field. An analytical bubble model, with the Dzyaloshinskii-Moriya interaction imbedded in the domain wall energy, account for the observed electrical skyrmion switching effect. This allows us to unveil the origin of the electrical control of skyrmions stability and to show that both magnetic dipolar interaction and the Dzyaloshinskii-Moriya interaction play an important role in the skyrmion bubble stabilization

    Quantum cascade laser frequency stabilisation at the sub-Hz level

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    Quantum Cascade Lasers (QCL) are increasingly being used to probe the mid-infrared "molecular fingerprint" region. This prompted efforts towards improving their spectral performance, in order to reach ever-higher resolution and precision. Here, we report the stabilisation of a QCL onto an optical frequency comb. We demonstrate a relative stability and accuracy of 2x10-15 and 10-14, respectively. The comb is stabilised to a remote near-infrared ultra-stable laser referenced to frequency primary standards, whose signal is transferred via an optical fibre link. The stability and frequency traceability of our QCL exceed those demonstrated so far by two orders of magnitude. As a demonstration of its capability, we then use it to perform high-resolution molecular spectroscopy. We measure absorption frequencies with an 8x10-13 relative uncertainty. This confirms the potential of this setup for ultra-high precision measurements with molecules, such as our ongoing effort towards testing the parity symmetry by probing chiral species

    Mélanges lait / polysaccharides : création de microstructures par effet de compétition entre gélification acide et séparation de phases

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    Microstructure and rheological properties of milk / polysaccharides (guar gum and xanthan gum) mixtures were studied before and after acidification (set and stirred gels). Milk / polysaccharides mixtures formed an instable water-in-water emulsion due to depletion flocculation which led to phase separation. Acidinduced protein-enriched droplet gelation stopped droplet coalescence and sedimentation which trapped the droplets in an elongated form. In-depth investigation of the combined phase separation and gelation kinetics was used to highlight competition between those two processes.A wide range of micro-gel morphologies with defined properties was designed, from very long proteinenriched filaments of around 400 μm to spherical micro-gels of 20 μm. Droplet spinning in milk / guar gum systems originated from the effect of gravitational forces and thermal agitation. Therefore proteinenriched micro-gel size greatly depends on the thermomechanical treatment applied before and during gel formation. In the case of xanthan gum-enriched acid milk gels, specific fibrous-like structures may be generated by other forces including electrostatic associative interactions. Design of original microstructures was used to modify rheological properties and sensory perception of stirred gels.La microstructure et les propriétés rhéologiques de systèmes laitiers enrichis en polysaccharides (guar et xanthane) ont été décrites avant et après acidification (gels fermes et brassés). Au sein des mélanges lait / polysaccharides, une structure sous la forme d’une émulsion eau dans eau instable est rendue possible par un mécanisme de déplétion-floculation conduisant à une séparation de phases. La gélification acide des gouttelettes riches en protéines a pour conséquence de bloquer l’évolution de la coalescence et de la sédimentation des gouttelettes qui se figent alors qu’elles ont une forme allongée. Une approche basée sur l’étude des cinétiques de séparation de phases et de gélification a permis de mettre en évidence un phénomène de compétition entre ces deux processus.Une large gamme de morphologies de micro-gels aux caractéristiques bien définies a pu être créée, variant de longs filaments d’une taille proche de 400 μm à des micro-gels sphériques d’environ 20 μm. L’allongement des structures dans les systèmes lait / guar se réalise au travers de forces de gravité et de l’agitation thermique. Par conséquent, la taille des micro-gels enrichis en protéines dépend largement des traitements thermique et mécanique appliqués avant et pendant la formation du gel. Il apparaît clairement que d’autres forces interviennent également dans la mise en place de la structure sous la forme de structures fibreuses dans les gels brassés enrichis en xanthane, l’hypothèse de la présence d’interactions électrostatiques associatives étant discutée. La création de ces microstructures originales a servi de levier d’action pour orienter les propriétés rhéologiques et la perception sensorielle des gels brassés

    Mélanges lait / polysaccharides : création de microstructures par effet de compétition entre gélification acide et séparation de phases

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    Microstructure and rheological properties of milk / polysaccharides (guar gum and xanthan gum) mixtures were studied before and after acidification (set and stirred gels). Milk / polysaccharides mixtures formed an instable water-in-water emulsion due to depletion flocculation which led to phase separation. Acidinduced protein-enriched droplet gelation stopped droplet coalescence and sedimentation which trapped the droplets in an elongated form. In-depth investigation of the combined phase separation and gelation kinetics was used to highlight competition between those two processes.A wide range of micro-gel morphologies with defined properties was designed, from very long proteinenriched filaments of around 400 μm to spherical micro-gels of 20 μm. Droplet spinning in milk / guar gum systems originated from the effect of gravitational forces and thermal agitation. Therefore proteinenriched micro-gel size greatly depends on the thermomechanical treatment applied before and during gel formation. In the case of xanthan gum-enriched acid milk gels, specific fibrous-like structures may be generated by other forces including electrostatic associative interactions. Design of original microstructures was used to modify rheological properties and sensory perception of stirred gels.La microstructure et les propriétés rhéologiques de systèmes laitiers enrichis en polysaccharides (guar et xanthane) ont été décrites avant et après acidification (gels fermes et brassés). Au sein des mélanges lait / polysaccharides, une structure sous la forme d’une émulsion eau dans eau instable est rendue possible par un mécanisme de déplétion-floculation conduisant à une séparation de phases. La gélification acide des gouttelettes riches en protéines a pour conséquence de bloquer l’évolution de la coalescence et de la sédimentation des gouttelettes qui se figent alors qu’elles ont une forme allongée. Une approche basée sur l’étude des cinétiques de séparation de phases et de gélification a permis de mettre en évidence un phénomène de compétition entre ces deux processus.Une large gamme de morphologies de micro-gels aux caractéristiques bien définies a pu être créée, variant de longs filaments d’une taille proche de 400 μm à des micro-gels sphériques d’environ 20 μm. L’allongement des structures dans les systèmes lait / guar se réalise au travers de forces de gravité et de l’agitation thermique. Par conséquent, la taille des micro-gels enrichis en protéines dépend largement des traitements thermique et mécanique appliqués avant et pendant la formation du gel. Il apparaît clairement que d’autres forces interviennent également dans la mise en place de la structure sous la forme de structures fibreuses dans les gels brassés enrichis en xanthane, l’hypothèse de la présence d’interactions électrostatiques associatives étant discutée. La création de ces microstructures originales a servi de levier d’action pour orienter les propriétés rhéologiques et la perception sensorielle des gels brassés

    Mélanges lait / polysaccharides : création de microstructures par effet de compétition entre gélification acide et séparation de phases

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    Microstructure and rheological properties of milk / polysaccharides (guar gum and xanthan gum) mixtures were studied before and after acidification (set and stirred gels). Milk / polysaccharides mixtures formed an instable water-in-water emulsion due to depletion flocculation which led to phase separation. Acidinduced protein-enriched droplet gelation stopped droplet coalescence and sedimentation which trapped the droplets in an elongated form. In-depth investigation of the combined phase separation and gelation kinetics was used to highlight competition between those two processes.A wide range of micro-gel morphologies with defined properties was designed, from very long proteinenriched filaments of around 400 μm to spherical micro-gels of 20 μm. Droplet spinning in milk / guar gum systems originated from the effect of gravitational forces and thermal agitation. Therefore proteinenriched micro-gel size greatly depends on the thermomechanical treatment applied before and during gel formation. In the case of xanthan gum-enriched acid milk gels, specific fibrous-like structures may be generated by other forces including electrostatic associative interactions. Design of original microstructures was used to modify rheological properties and sensory perception of stirred gels.La microstructure et les propriétés rhéologiques de systèmes laitiers enrichis en polysaccharides (guar et xanthane) ont été décrites avant et après acidification (gels fermes et brassés). Au sein des mélanges lait / polysaccharides, une structure sous la forme d’une émulsion eau dans eau instable est rendue possible par un mécanisme de déplétion-floculation conduisant à une séparation de phases. La gélification acide des gouttelettes riches en protéines a pour conséquence de bloquer l’évolution de la coalescence et de la sédimentation des gouttelettes qui se figent alors qu’elles ont une forme allongée. Une approche basée sur l’étude des cinétiques de séparation de phases et de gélification a permis de mettre en évidence un phénomène de compétition entre ces deux processus.Une large gamme de morphologies de micro-gels aux caractéristiques bien définies a pu être créée, variant de longs filaments d’une taille proche de 400 μm à des micro-gels sphériques d’environ 20 μm. L’allongement des structures dans les systèmes lait / guar se réalise au travers de forces de gravité et de l’agitation thermique. Par conséquent, la taille des micro-gels enrichis en protéines dépend largement des traitements thermique et mécanique appliqués avant et pendant la formation du gel. Il apparaît clairement que d’autres forces interviennent également dans la mise en place de la structure sous la forme de structures fibreuses dans les gels brassés enrichis en xanthane, l’hypothèse de la présence d’interactions électrostatiques associatives étant discutée. La création de ces microstructures originales a servi de levier d’action pour orienter les propriétés rhéologiques et la perception sensorielle des gels brassés

    Mélanges lait / polysaccharides : création de microstructures par effet de compétition entre gélification acide et séparation de phases

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    Microstructure and rheological properties of milk / polysaccharides (guar gum and xanthan gum) mixtures were studied before and after acidification (set and stirred gels). Milk / polysaccharides mixtures formed an instable water-in-water emulsion due to depletion flocculation which led to phase separation. Acidinduced protein-enriched droplet gelation stopped droplet coalescence and sedimentation which trapped the droplets in an elongated form. In-depth investigation of the combined phase separation and gelation kinetics was used to highlight competition between those two processes.A wide range of micro-gel morphologies with defined properties was designed, from very long proteinenriched filaments of around 400 μm to spherical micro-gels of 20 μm. Droplet spinning in milk / guar gum systems originated from the effect of gravitational forces and thermal agitation. Therefore proteinenriched micro-gel size greatly depends on the thermomechanical treatment applied before and during gel formation. In the case of xanthan gum-enriched acid milk gels, specific fibrous-like structures may be generated by other forces including electrostatic associative interactions. Design of original microstructures was used to modify rheological properties and sensory perception of stirred gels.La microstructure et les propriétés rhéologiques de systèmes laitiers enrichis en polysaccharides (guar et xanthane) ont été décrites avant et après acidification (gels fermes et brassés). Au sein des mélanges lait / polysaccharides, une structure sous la forme d’une émulsion eau dans eau instable est rendue possible par un mécanisme de déplétion-floculation conduisant à une séparation de phases. La gélification acide des gouttelettes riches en protéines a pour conséquence de bloquer l’évolution de la coalescence et de la sédimentation des gouttelettes qui se figent alors qu’elles ont une forme allongée. Une approche basée sur l’étude des cinétiques de séparation de phases et de gélification a permis de mettre en évidence un phénomène de compétition entre ces deux processus.Une large gamme de morphologies de micro-gels aux caractéristiques bien définies a pu être créée, variant de longs filaments d’une taille proche de 400 μm à des micro-gels sphériques d’environ 20 μm. L’allongement des structures dans les systèmes lait / guar se réalise au travers de forces de gravité et de l’agitation thermique. Par conséquent, la taille des micro-gels enrichis en protéines dépend largement des traitements thermique et mécanique appliqués avant et pendant la formation du gel. Il apparaît clairement que d’autres forces interviennent également dans la mise en place de la structure sous la forme de structures fibreuses dans les gels brassés enrichis en xanthane, l’hypothèse de la présence d’interactions électrostatiques associatives étant discutée. La création de ces microstructures originales a servi de levier d’action pour orienter les propriétés rhéologiques et la perception sensorielle des gels brassés

    Milk / polysaccharides mixtures : designing microstructure through the competition between acid gelation and phase separation

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    La microstructure et les propriétés rhéologiques de systèmes laitiers enrichis en polysaccharides (guar et xanthane) ont été décrites avant et après acidification (gels fermes et brassés). Au sein des mélanges lait / polysaccharides, une structure sous la forme d’une émulsion eau dans eau instable est rendue possible par un mécanisme de déplétion-floculation conduisant à une séparation de phases. La gélification acide des gouttelettes riches en protéines a pour conséquence de bloquer l’évolution de la coalescence et de la sédimentation des gouttelettes qui se figent alors qu’elles ont une forme allongée. Une approche basée sur l’étude des cinétiques de séparation de phases et de gélification a permis de mettre en évidence un phénomène de compétition entre ces deux processus.Une large gamme de morphologies de micro-gels aux caractéristiques bien définies a pu être créée, variant de longs filaments d’une taille proche de 400 μm à des micro-gels sphériques d’environ 20 μm. L’allongement des structures dans les systèmes lait / guar se réalise au travers de forces de gravité et de l’agitation thermique. Par conséquent, la taille des micro-gels enrichis en protéines dépend largement des traitements thermique et mécanique appliqués avant et pendant la formation du gel. Il apparaît clairement que d’autres forces interviennent également dans la mise en place de la structure sous la forme de structures fibreuses dans les gels brassés enrichis en xanthane, l’hypothèse de la présence d’interactions électrostatiques associatives étant discutée. La création de ces microstructures originales a servi de levier d’action pour orienter les propriétés rhéologiques et la perception sensorielle des gels brassés.Microstructure and rheological properties of milk / polysaccharides (guar gum and xanthan gum) mixtures were studied before and after acidification (set and stirred gels). Milk / polysaccharides mixtures formed an instable water-in-water emulsion due to depletion flocculation which led to phase separation. Acidinduced protein-enriched droplet gelation stopped droplet coalescence and sedimentation which trapped the droplets in an elongated form. In-depth investigation of the combined phase separation and gelation kinetics was used to highlight competition between those two processes.A wide range of micro-gel morphologies with defined properties was designed, from very long proteinenriched filaments of around 400 μm to spherical micro-gels of 20 μm. Droplet spinning in milk / guar gum systems originated from the effect of gravitational forces and thermal agitation. Therefore proteinenriched micro-gel size greatly depends on the thermomechanical treatment applied before and during gel formation. In the case of xanthan gum-enriched acid milk gels, specific fibrous-like structures may be generated by other forces including electrostatic associative interactions. Design of original microstructures was used to modify rheological properties and sensory perception of stirred gels

    Phase separation and gel formation in kinetically-trapped guar gum / acid milk gels

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    Phase separation and gel formation in kinetically-trapped guar gum / acid milk gels. 17. Gums and Stabilisers for the Food Industr

    Designing microstructure into xanthan gum-enriched acid milk gels

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    Designing various microstructures through the interplay between phase separation and acid-induced gelation processes was investigated. Acid skim milk/xanthan gum mixed gels were prepared at different xanthan gum and glucono-delta-lactone (GDL) concentrations in order to modulate the extent of phase separation and the gelation rate, respectively. A gradual change in acid milk gel microstructute was found by increasing xanthan gum concentration, from homogeneous protein network, to fibrous structures and finally to isolated protein-rich aggregates. Addition of xanthan gum in the milk led to an apparent depletion-flocculation with protein-rich domains dispersed in a continuous phase enriched in xanthan. The sedimenting denser protein-rich domains could be trapped by protein gelation, forming specific fibrous structures at 0.05 wt.% xanthan gum. Manipulating the microstructure through modification of the gelation rate resulted in a design of a broad range of fibrous morphologies varying from 20 to 400 mu m long, which could be used to generate novel textures for food products. Industrial relevance: As a response to industrial demand by the consumer for novel acid milk gels with superior structural properties, mouthfeel and potential health benefits, we present here a way to manipulate textures by designing specific fibrous microstructures. Protein-polysaccharide mixtures that are subject to phase separation and gelation are interesting not only for the creation of major differences in structure and rheological properties of mixed systems, but also because of resulting protein-enriched products (up to 4 times more concentrated than conventional yoghurt). This approach should make it possible to improve the nutritional benefits as well as formulate a wide range of acid milk gels with innovative structures and. sensory properties. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved
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