Andres Saul, CINaM/CNRS, Marseille et UMI/CNRS-MIT, Cambridge
Les moments magnétiques des électrons non appariés dans un solide tendent à s’aligner selon la direction du champ magnétique extérieur appliqué. Dans le cas des systèmes antiferromagnétiques où les interactions entre les moments magnétiques sont en compétition (frustration) il est assez courant d’observer que l’aimantation augmente sous l’application d’un champ magnétique extérieur en présentant une forme compliquée, constituée de sauts et de plateaux. SrCu2(BO3)2 est un système formé par de dimers magnétiques de Cu orthogonaux qui présent ces caractéristiques. Pour ce matériau, il a été montré expérimentalement, par mesures de magnétostriction, que les dimensions physiques macroscopiques changent aussi en présence du champ magnétique extérieur, en mimant le comportement de l’aimantation. Par l’utilisation des calculs basés sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité, nous avons montré que le mécanisme physique responsable du couplage magnéto-élastique réside dans une modification de l’angle de super-exchange Cu-O-Cu entre les deux ions magnétiques de Cu qui forment les dimers. Nous avons aussi montré que grâce à l’arrangement orthogonal particulier des dimers, qui agissent comme « pantographes », une petite déformation macroscopique (0.01%) peut être accompagnée par une diminution beaucoup plus grande (-0.44%) de l’interaction effective responsable de l’antiferromagnétisme. Nous avons confirmé que cette diminution est suffisante pour compenser la perte d’énergie élastique due à la déformation macroscopique.
Cette conférence est présentée par le RQMP Versant Nord du Département de physique de l'Université de Montréal et le Département de génie physique de Polytechnique Montréal.
