Thèse soutenue

Théorie des phases onde de densité de spin induites par le champ magnétique dans des conducteurs très anisotropes
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Auteur / Autrice : Didier Poilblanc
Direction : Michel Héritier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1988
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Résumé

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Le gaz électronique quasi-bidimensionnel très anisotrope, avec surface de Fermi ouverte est instable sous l'effet d'un champ magnétique uniforme appliqué dans la direction de plus faible conductivité, avec apparition d'une phase Onde de Densité de Spin ou de Charge. Le champ magnétique en quantifiant les orbites électroniques affecte fortement la structure du spectre de quasiparticules. Ce dernier est constitué de bandes de Landau séparées par des gaps qui sont régulièrement espacés en vecteur d'onde de 1/2x0, où x0 est la longueur magnétique, et qui oscillent avec le champ magnétique. La thermodynamique et les propriétés de l'état fondamental sont fortement modifiées par cette série de gaps : nous avons élaboré une description analytique de la phase ordonnée (dans l'approximation champ moyen), valable pour tout champ et toute température, nous permettant de décrire l'effet de cette série de gaps sur l'énergie libre, la chaleur spécifique ou l'aimantatin. Comme le spectre d'énergie, les fonctions de corrélation de spin ou de charge possèdent une structure fine à des vecteurs d'onde de l'ordre du vecteur d'onde magnétique 1/x0. Nous avons montré que les spectres d'onde de spin et de fluctuation de la phase (du paramètre d'ordre) possédaient, en plus du mode de Goldstone, une série de modes de type raton. Ceux-ci sont des minima locaux dans la relation de dispersion de l'énergie à des valeurs quantifiées n/ x0 (n entier) de l'impulsion (parallèle). Ces modes se situent, à toute température, dans le gap de quasiparticule au niveau de Fermi ; leurs positions relatives par rapport à ce même gap évoluent vers les basses énergies quand la température diminue. Chaque "magnétoroton" peut être considéré comme le précurseur des phases adjacentes qui sont stabilisées par une variation de champ magnétique. La quantification de l'effet Hall (EHQ)est un autre effet orbital directement relié à la structure du spectre de quasiparticule. Nous avons montré, de façon générale, que les phases ordonnées induites par le champ constituaient un nouveau mécanisme pour l'EHQ. La pertinence du modèle pour les sels de Bechgaard est discutée également.