Étude par résonance magnétique nucléaire en champ magnétique intense du composé Spin-Peierls CuGeO3

Nuclear magnetic resonance study of the spin-peierls compound cugeo#3 in high magnetic field

• Auteur / Autrice : Yannick Fagot-Revurat
• Direction : Claude Berthier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Etat condense

Proprietes electriques

Magnetiques

Optiques

Etude experimentale

Rmn

Champ intense

Relaxation spin reseau

Transition magnetique

Aimantation

Liquide spin

Phase incommensurable

Soliton

7545

Pac

7530k

Pac

Experimental study

Nmr

Strong fields

Spin-lattice relaxation

Magnetic transitions

Magnetization

Spin liquid

Incommensurate phases

Solitons

Résumé

Cette these est consacree a l'etude par rmn du diagramme de phase sous champ magnetique du compose spin-peierls cugeo#3 compose de : - la phase magnetique uniforme caracterisee par des correlations antiferromagnetiques uni-dimensionnelles (u, t > t#s#p = 14. 2 kelvin) - la phase dimerisee caracterisee par une dimerisation structurale et un etat fondamental singulet non-magnetique (d, t < t#s#p, h < h#c = 12. 5 t) - la phase haut champ caracterisee par une modulation incommensurable de la position des atomes et de l'aimantation locale (i, t < t#c = 10 k et h > h#c). L'analyse du taux de relaxation spin-reseau (1/t#1) souligne dans la phase u la faible contribution des fluctuations antiferromagnetiques a l'approche de la transition indiquant que le modele de la chaine de heisenberg de spins s = 1/2 n'est pas suffisant pour decrire les proprietes magnetiques dans ce compose contrairement a la plupart des composes spin-peierls organiques. La decroissance exponentielle de 1/t#1 observee dans la phase d met en evidence la suppression de ces fluctuations due a l'ouverture du gap de spin-peierls (#o = 24 k si h = 0). La dependance en champ de 1/t#1 ainsi que l'elargissement des spectres rmn sous champ magnetique pour t << t#s#p montre la reduction lineaire du gap par le champ magnetique du au caractere triplet (s = 1) des excitations magnetiques caracteristiques des liquides de spins en general (chaine dimerisee, echelles de spins, chaine de haldane etc. . . ). Cet elargissement observe dans la phase d met a nouveau en evidence l'importance des interactions indirectes spin-spin (nucleaires) comme sonde de la susceptibilite antiferromagnetique statique non-locale (a q = ) dans les systemes 1d. Les formes de raie rmn dans la phase incommensurable font la preuve d'une aimantation locale modulee spatialement de periode incommensurable. Celle-ci se concentre dans des parois de domaines (solitons) separant des regions non-magnetiques proche de h#c et devient sinusoidale sous fort champ magnetique (h > 26. 5 t).