P. Rovillain, School of Physics, University of New South Wales, Sydney 2052, Australia

Lundi 17 Decembre, 10h
Amphi Howleck, Esc C, 1ème etage

Electromagnons et couplage magnétoélectrique dans les multiferroïques par spectroscopie Raman et diffusion de neutron

P. Rovillain
School of Physics, University of New South Wales, Sydney 2052, Australia

Les matériaux multiferroïques présentent deux effets antagonistes, les ordres magnétique et ferroélectrique, qui existent simultanément. Le couplage de ces ordres est connu sous le nom de couplage magnétoélectrique. Dans ces matériaux magnétoélectriques les spins peuvent être contrôlés par l’application d’un champ électrique et la polarisation par un champ magnétique. Ceci fait des multiferroïques de bon candidat pour des applications en spintronique et en magnonique, domaine dans lequel on utilise l’onde de spin pour la propagation de l’information.
BiFeO3 est l’un des rares cas où les deux ordres coexistent à température ambiante. Par spectroscopie Raman, nous avons montré que dans BiFeO3 l’énergie des ondes de spin peut être modulée électriquement d’au moins 30%, de façon non volatile et sans dissipation d’énergie. [1]
Dans TbMnO3 et RMn2O5 (R=Tb, Ho, Y) le coulage entre les ordres donne lieu à une nouvelle excitation hybride : l’électromagnon. Les électromagnons sont des excitations d’onde de spin possédant un dipôle électrique. Par l’application d’un champ magnétique de l’ordre de 8 T sur TbMnO3, nous avons identifié les excitations purement magnétiques à l’origine des électromagnons via une comparaison avec les mesures de diffusion de neutron [2] ainsi que le mode de phonon à l’origine de leur activité dipolaire. [3,4]
Nous nous intéressons également au composé DyMnO3 par spectroscopie Raman et par diffusion inélastique de neutron. La combinaison des deux techniques offre l’opportunité d’obtenir plus d’amples informations sur l’interaction magnétoélectrique dans ces types de multiferroïque.
Nous avons étendu nos investigation aux composés RMn2O5 (R=Tb, Ho, Y). L’observation des phonons en fonction de la température montre un fort couplage électron-phonon dans ces composés et une renormalisation de la fréquence à l’ordre magnétique signature d’un couplage entre l’ordre magnétique et le réseau.

[1] P. Rovillain, et al. , Nature Mat. 9, 975 (2010)
[2] D. Senff, et al., Phys. Rev. Lett. 98, 137206 (2007)
[3] P. Rovillain, et al. , Phys. Rev. B 81, 054428 (2010)
[4] P. Rovillain, et al. , Phys. Rev. Lett. 107, 027202 (2011)

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