Théorie de la résonance paramagnétique électronique des matériaux magnétiques de basse dimension. L'interaction de Dzyaloshinsky-Moriya

par Johan Choukroun

Thèse de doctorat en Physique et sciences de la matière. Physique de la matière condensée

Sous la direction de Anatoli Stepanov.

Soutenue en 2001

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    La Résonance Paramagnétique Electronique (RPE) est une technique spectroscopique puissante pour étudier les propriétés magnétiques des matériaux. Actuellement, il n'existe pas de théorie satisfaisante de la RPE applicable aux oxydes des métaux de transition, antiferromagnétiques, de basse dimension et de faible valeur de spin (S-l/2), couramment étudiés. Dans le cadre du formalisme de Mori, nous tentons ici d'en donner une formulation rigoureuse. Le modèle magnétique utilisé est basé sur des interactions à deux spins isotropes (interaction principale), et anisotropes symétrique (de type dipôle dipôle), et antisymétrique alternée (de type Dzyaloshinsky-Moriya). Le signal RPE représente la puissance absorbée par le matériau sous l'effet d'un champ magnétique micro-onde. Nous calculons cette grandeur, et obtenons une formule perturbative dans l'anisotropie décrivant la raie d'absorption à température finie. La position de la raie résulte de trois contributions : la première est due à l'anisotropie des susceptibilités magnétiques statiques, la deuxième à la dynamique des spins, et la dernière à l'allure asymétrique de la raie. . .


  • Résumé

    The Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique is a powerful tool for studying magnetic materials. A clear lack of a unified and rigourous EPR theory for low-dimensional antiferromagnets (intensively studied nowadays) led us to look at the theoretical side of this technique. The magnetic interactions are described by the isotropic exchange Hamiltonian (as the main interaction), the symmetric (or dipole-dipole) anisotropy, and the staggered Dzyaloshinsky-Moriya anisotropy. The EPR signal represents the energy absorbed by the magnetic compound under the effect of a microwave field. We have thus calculated this quantity within the Mori formalism. We obtain a perturbative expression describing the signal at finite temperatures. The EPR signal position comes from the anisotropy of the static susceptibility, the spin dynamics, and the asymmetric part of the lineshape. We show that the linewidth depends on a unique four-spin correlation function, up to second order in anisotropy. An exact expression for this function is obtained for the Dzyaloshinsky-Moriya interaction, showing that the scheme including both RPA (Random Phase Approximation) decoupling and spin diffusion leads to a wrong result. . .

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Informations

  • Détails : 74 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 73-74

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 2915
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