Oxydes fonctionnels à base de chrome

par Maria Poienar

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Christine Martin.

Soutenue en 2010

à Caen .


  • Résumé

    Le fort couplage réseau-spin-charge dans les composés frustrés présentant des structures cristallines en couches est un sujet d’actualité en science des matériaux. Ce manuscrit présente l’étude de deux de ces composés, la delafossite CuCrO2 (groupe d’espace R m) et la crednerite CuMnO2 (groupe d’espace C2/m). Il présente l’influence du réseau triangulaire des cations B3+ (c’est-à-dire du degré de déformation, de la compacité des octaèdres BO6 et des motifs structuraux spécifiques) sur les propriétés structurales, magnétiques et électriques de ce type d’oxydes ABO2. L’étude des propriétés magnétiques et électriques de CuCrO2 a mis en évidence le couplage entre la mise en ordre magnétique (structure hélicoïdale incommensurable) et l’apparition d’une polarisation. Ce résultat s’inscrit dans le cadre général de la recherche de matériaux multiferroiques, dans l’optique de mieux cerner les relations entre l’ordre des spins (structures magnétiques non colinéaires) et l’apparition de la polarisation. Les considérations de symétrie sont développées dans notre travail comme une approche complémentaire aux modèles microscopiques proposés comme étant à l’origine de la polarisation. Un couplage spin-réseau a été mis en évidence dans le composé CuMnO2, qui permet de lever la frustration originale des échanges magnétiques sur le réseau triangulaire anisotrope : l’ordre magnétique 3D est accompagné d’une distorsion structurale avec abaissement de symétrie, de monoclinique à triclinique. Des substitutions appropriées sur les sites A et B modifient les propriétés de ces composés : ce type d’étude, en plus de conduire à de nouvelles propriétés, ouvre une porte sur la compréhension des mécanismes de frustration et des interactions en compétition dans ces matériaux.

  • Titre traduit

    Chromium based functional oxides


  • Résumé

    The strong lattice-spin-charge coupling in frustrated systems with layered crystal structures is a subject of increasing interest in materials science. This manuscript presents the study of two of these compounds, delafossite CuCrO2 (space group R m) and crednerite CuMnO2 (space group C2/m). It shows the great influence of the triangular lattice formed by B3+ cations (including the degree of deformation and compactness of the BO6 octahedra and the specific structural motifs) upon the structural, magnetic and electric properties of the geometrically frustrated antiferromagnets ABO2. Our studies of the magnetic and electric properties in the CuCrO2 compound have established the relation between the helicoidal magnetic structure with a incommensurate propagation vector (q,q,0), where q~0. 329 and the emergence of electric polarisation. Symmetry analysis considerations are developed as complementary approaches to microscopic models proposed to understand polarisation. Our results are new highlights in the field of multiferroic materials, and provide the opportunity to explore the relationships between the spin order (non collinear magnetic structures) and the spontaneous polarisation. In CuMnO2, the frustration of the magnetic exchanges is lifted through a magneto-elastic symmetry lowering of the triangular lattice, in which the 3D magnetic order is accompanied by a structural distortion from a monoclinic symmetry to a triclinic one. The substitution on the A and B site modifies the properties of these compounds and gives the opportunity to understand the frustration mechanism and the interactions in competition in these materials.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (218 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 203-211.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2010-34
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