Effets de couplage croisé dans les ferrites spinelles : un modèle pour manipuler la multiferroïcité

Cross-coupling effects in spinel ferrites: a versatile model for manipulating multiferroicity

• Auteur / Autrice : Tristan Viallet
• Direction : Claire Colin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique de la Matière Condensée et du Rayonnement
• Date : Inscription en doctorat le 01/04/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Néel

Mots clés

Mots clés libres

Diffusion résonnante des rayons X

Multiferroïques

Magnéto-électriques

Diffusion de neutrons

Resonant X-Ray Scattering

Multiferroics

Magnetoelectric

Neutron Scattering

Résumé

Ce projet de thèse fait suite aux avancées récentes dans le domaine des matériaux multiferroïques. Son objectif ultime est d'appréhender et de maîtriser les propriétés de tels matériaux multifonctionnels, afin de créer des dispositifs exploitables à température ambiante et dédiés aux problématiques techniques de miniaturisation de la mémoire et de traitement des données à grande vitesse. Plus précisément, cette thèse porte sur l'étude de multiferroïques de type II, afin de mettre en évidence les rôles de la frustration magnétique et de l'ordre de charge sur leurs propriétés multiferroïques. Dans ce contexte, ce projet de thèse étudiera la famille des ferrites spinelles, et en particulier le spinelle magnétique frustré GeFe2O4, dans lequel un ordre magnétique complexe non colinéaire devrait donner naissance à une phase ferroélectrique; et la ferrite spinelle d'ions 3d mixtes NiFe2O4, dans laquelle l'ordre de charge pourrait être à l'origine de la ferroélectricité. La mise en œuvre de ce projet est motivée par le souhait d'avoir une vue d'ensemble des propriétés multiferroïques de ces systèmes. Ceci sera réalisé grâce à des caractérisations macroscopiques au laboratoire et en utilisant des techniques sur grands-instruments: la diffusion de neutrons et la diffusion résonnante des rayons X.

This PhD project follows on from recent advances in the field of multiferroic materials. Its ultimate goal is to apprehend and control the properties of such multifunctional materials, in order to create room-temperature devices, dedicated to address the technical issues of memory miniaturization and high-speed data processing. More specifically, this thesis focus on type II multiferroics, motivated by the wish to highlight the roles of the magnetic frustration and the 3d ionic charge ordering on their multiferroic properties. In this context, this PhD project will investigate the spinel ferrite family, and particularly the magnetic frustrated spinel GeFe2O4, in which a complex non colinear magnetic order is expected to give rise to a ferroelectric phase ; and the mixed-3d-ion spinel ferrite NiFe2O4, in which the charge ordering could be at the origin of the ferroelectricity. The implementation of this PhD project is driven by the wish to have an overview of the multiferroic properties of these systems. This will be achieved by performing macroscopic characterizations at the laboratory and by bridging cutting-edge techniques on large-scale facilities: the neutron scattering and the resonant X-ray scattering.