Systèmes modèles du réseau carré frustré : synthèses, caractérisations structurales et propriétés magnétiques : étude en fonction de la température

Frustrated systems on a square lattice

• Auteur / Autrice : Sabine Gonthier
• Direction : Jean Galy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristallographie

Propriétés magnétiques

Vanadium -- Composés organiques

Frustration (physique)

Mots clés libres

Oxydes de vanadium

Cristallogénèse

Caractérisation structurale

Réseau carré frustré

Diffraction des neutrons et des RX sur poudres

Transition structurale

Rmn

Vanadium oxides

Crystal growth

Frustrated square lattice

X-Ray and neutron powder diffractionV

Nmr

Résumé

Ce travail est consacré à la synthèse et aux études structurales et magnétiques de systèmes frustrés sur un réseau carré : VMoO5 et Li2V1-xTixSiO5. Après s'être intéressé à l'élaboration de VMoO5, ses propriétés magnétiques ont été corrélées à des études à basse température par diffraction neutronique et par rayonnement synchrotron sur poudre, celles-ci étant motivées par la mise en évidence d'une instabilité structurale concomitante de l'instauration des corrélations magnétiques à courte portée. Il a été montré que VMoO5 correspondait à un réseau 2D antiferromagnétique frustré. Les études par diffraction des neutrons ont permis de mettre en évidence l'existence d'un ordre magnétique de Néel en dessous de 40K. L'étude des phases Li2V1-xTixSiO5 a montré que la dilution magnétique de Li2VSiO5 permet de moduler les valeurs de ses interactions d'échange, ce qui rend ce système très prometteur pour l'étude du diagramme de phase magnétique des systèmes frustrés sur un réseau carré.

We present synthesis, structural and magnetic characterizations of two frustrated systems on a square lattice : VMoO5 and Li2V1-xTixSiO5. The first part is related to the VMoO5 phase. After introducing its elaboration, its magnetic properties are correlated with neutron and synchrotron powder diffraction results at low temperature. These investigations are motivated by the presence of a structural instability, which occurs concomitantly with apparition of magnetic short-range correlations. VMoO5 is shown to be a frustrated 2D antiferromagnet. Moreover, neutron diffraction experiments allow the determination of the magnetic order below 40K. The study of the Li2V1-xTixSiO5 phases shows that magnetic dilution of Li2VSiO5 allows to modulate exchange interactions values. It is particularly interesting because it emphasizes the possibility to investigate the whole magnetic phase diagram of frustrated systems on a square lattice by means of well-chosen substitutions.