Résonance Magnétique Electronique Bistable dans les solides : recherche de nouveaux matériaux et premiers pas vers la réalisation d'ensembles de systèmes bistables couplés

• Auteur / Autrice : Caroline Vigreux
• Direction : Didier Gourier, Laurent Binet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résonance paramagnétique électronique

Résonance magnétique

Résumé

La Résonance Magnétique Electronique Bistable (RMEB) est un des rares exemples de bistabilité d’une transition dans un système quantique à deux niveaux. Elle se traduit par une hystérésis du spectre RPE des électrons de conduction suivant le sens de variation du champ magnétique extérieur. Ce phénomène, lié à une bistabilité de l’interaction entre un rayonnement microonde et les spins des électrons de conduction (ou de donneurs) dans des matériaux conducteurs électroniques, a été mis en évidence au laboratoire il y a une dizaine d’années, dans Ga2O3 puis dans InP. Cependant, la théorie indique que c’est une propriété générale des solides conducteurs. Le premier objectif de ce travail a donc consisté à rechercher d’autres matériaux bistables afin de vérifier la généralité de ce phénomène. L’étude des solutions solides Ga2-2xIn2xO3, pour lesquelles la RMEB est faible voire inexistante, a montré que le phénomène dépend étroitement de la cristallinité, de l’homogénéité et de la structure électronique du solide. Et l’étude des particules de lithium métallique a confirmé que le phénomène peut exister dans les métaux purs et non pas seulement dans des semi-conducteurs, et montré que les spectres RPE sont très sensibles à l’état d’agrégation du lithium. Une autre partie de mon travail de thèse a consisté à étudier des ensembles de systèmes bistables couplés, afin d’explorer la possibilité de propriétés nouvelles dérivant de la RMEB. Des manifestations des couplages ont pu être prédites et observées dans deux cas, celui d’un couple de systèmes bistables provenant d’un cristal de Ga2O3 maclé et celui d’un ensemble continu de systèmes couplés obtenu par application d’un gradient de champ magnétique à un monocristal de Ga2O3