Propriétés dynamiques des verres de spin isolants : influence de la topologie du réseau magnétique et effets magnétiques photoinduits

Dynamic properties of insulating spin glasses : influence of magnetic lattice topology and photoinduced magnetic effects

• Auteur / Autrice : Moncef Ayadi
• Direction : Jacques Ferré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance en 1985
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Verres de spin

Mots clés libres

Photomagnétisme

Métastabilité

Effet magnétooptique

Frustration

Résumé

L’étude présentée dans ce mémoire constitue une approche qualitative des liens existant entre la topologie du réseau (portée des interactions, type de désordre, nature de la frustration) et les propriétés magnétiques des verres de spin isolants. La nature courte-portée des interactions magnétiques dans ces matériaux fait apparaître des inhomogénéités magnétiques rendues possibles par certains facteurs indépendants, à savoir : - les fluctuations chimiques locales qui, dans le cas des verres de spin métalliques, sont masquées par la longue portée des interactions RKKY, - le caractère localisé de la frustration qui, dans le cas des métalliques, est mieux distribuée sur les spins du réseau, - la morphologie du réseau magnétique dans le cas des amorphes. Cette approche nous a été suggérée par la découverte, dans les verres aluminosilicates de cobalt et de manganèse, d’un effet magnétique photo-induit qui se manifeste sur les propriétés dynamiques de ces systèmes dans leur phase verre de spin. Les caractéristiques spatio-temporelles de ce phénomène révèlent un caractère local de la réponse magnétique à une excitation optique. Un tel comportement est incompatible avec l’hypothèse d’un système magnétiquement homogène. Il est consistant avec les inhomogénéités magnétiques qui ressortent des études structurales que j’ai effectué sur ces matériaux. Nous avons poursuivi la même idée en étudiant les propriétés magnétiques de deux verres de spin isolants dont les caractéristiques structurales sont différentes de celles des aluminosilicates. Il s’agit de cristaux mixtes EuₓSr₁₋ₓ et Cd₁₋ₓMnₓTe. Remarquons que ces composés ne sont le siège d’aucun effet magnétique photo-induit. Les différences et les similitudes de leurs propriétés dynamiques dans la phase verre de spin avec celles des métalliques sont consistantes avec les caractéristiques de leur réseau magnétique respectif.

The study we present in this thesis is a qualitative approach of the relations existing between the topology of the lattice of insulating spin glasses (interaction range, type of disorder, nature of the magnetic interactions in these materials generate magnetic inhomogeneities due to some independent factors, i. E. : - the local chemical fluctuations which, in the case of metallic spin-glasses, are masked by the long-range R. K. K. Y interactions, - the localized character of the frustration, which in the case of metallic spin-glasses, is well distributed over the lattice spins, - the morphology of the magnetic lattice in the case of the amorphous systems. This approach was suggested to us by the discovery of a photoinduced magnetic effect which appears on dynamic properties in the spin-glass phase of manganese or cobalt aluminosilicate glasses. The space and time related characteristics of this phenomenon reveal the local character of the magnetic response to an optical excitation. Such behaviour is inconsistent with the hypothesis of a magnetically homogeneous system. It is consistent with the presence of magnetic inhomogeneities which are evidenced by the structural studies that I did in these materials. We have pursued the same idea by studying the magnetic properties of two other spin glasses which have different structural characteristics as compared to the aluminosilicates: they are EuₓSr₁₋ₓ and Cd₁₋ₓMnₓTe mixed crystals, no photomagnetic effect has been observed in these compounds. The differences and similarities of the dynamical properties in their spin glasses phase as compared to the metallic systems are consistent with the characteristics of their respective magnetic lattices.