Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
PROPRIÉTÉS MAGNÉTIQUES DANS LES RÉSEAUX OCTOCHLORES
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Ces dernières années, les progrès réalisés dans le domaine des aimants frustrés ont conduit à l'émergence de concepts innovants,notamment de nouvelles phases de la matière. Ces dernières ne présentent aucun ordre à longue portée (aucune rupture de symétrie, mais, dans les systèmes classiques, elles correspondent à un état fondamental hautement dégénéré. Un exemple emblématique est celui de la glace de spin dans les pyrochlores : dans ce cas, la construction des configurations dégénérées repose sur une règle simple,qui stipule que la somme des quatre spins dans tout tétraèdre du réseau magnétique doit être nulle. Cette règle dite " règle de la glace " peut être comprise comme la règle de conservation d'un champ de jauge émergent. La preuve expérimentale de cette physique a été fournie par l'observation de points singuliers dans la fonction de corrélation spin-spin lors d'expériences de diffusion élastique des neutrons. Ces points singuliers, appelés points de pincement (pinch-points), apparaissent parce que les corrélations du champ émergent sont de nature dipolaire, avec des corrélations spin-spin algébriques.
L'origine de cette physique réside dans la conjonction entre la connectivité du réseau, l'anisotropie et les interactions magnétiques, qui concourent à sélectionner des configurations où une contrainte locale entre les spins est préservée. Récemment, plusieurs auteurs ont proposé une généralisation de ce concept à d'autres géométries et d'autres contraintes, comme par exemple le réseau " octochlore ", formé d'octaèdres partageant leurs sommets. En fonction de la contrainte choisie, différents liquides de spin ont été prédits théoriquement.
Une réalisation expérimentale du réseau octochlore peut être trouvée dans les fluorures de terres rares KRE3F10, dont la structure cristalline forme un réseau de petits et grands octaèdres RE joints par les sommets. La physique des composés KRE3F10 est encore très mal connue, avec seulement quelques articles sur des mesures de magnétisation effectuées il y a deux décennies. L'objectif de ce travail de doctorat sera donc de caractériser l'état fondamental de deux membres 'Kramers' du système KRE3F10 (RE = Dy3+, Er3+), afin d'identifier en particulier toute signature de la physique des liquides de spin suggérée par les travaux théoriques récents, et de mieux comprendre les contraintes qui y conduisent.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
master 2 en physique du solide
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
DAMAY-ROWE Françoise < email deleted for security reasons >
CNRS-UMR 12
LLB - Laboratoire de Diffusion Neutronique
LLB, CEA-CNRS UMR12
91191 Gif sur Yvette
01 69 08 49 54
Tuteur / Responsable de thèse
DAMAY-ROWE Françoise < email deleted for security reasons >
CNRS-UMR 12
LLB - Laboratoire de Diffusion Neutronique
LLB, CEA-CNRS UMR12
91191 Gif sur Yvette
01 69 08 49 54
En savoir plus
https://iramis.cea.fr/llb/nfmq/pisp/francoise-damay/
https://iramis.cea.fr/llb/nfmq/
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
PROPRIÉTÉS MAGNÉTIQUES DANS LES RÉSEAUX OCTOCHLORES
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Ces dernières années, les progrès réalisés dans le domaine des aimants frustrés ont conduit à l'émergence de concepts innovants,notamment de nouvelles phases de la matière. Ces dernières ne présentent aucun ordre à longue portée (aucune rupture de symétrie, mais, dans les systèmes classiques, elles correspondent à un état fondamental hautement dégénéré. Un exemple emblématique est celui de la glace de spin dans les pyrochlores : dans ce cas, la construction des configurations dégénérées repose sur une règle simple,qui stipule que la somme des quatre spins dans tout tétraèdre du réseau magnétique doit être nulle. Cette règle dite " règle de la glace " peut être comprise comme la règle de conservation d'un champ de jauge émergent. La preuve expérimentale de cette physique a été fournie par l'observation de points singuliers dans la fonction de corrélation spin-spin lors d'expériences de diffusion élastique des neutrons. Ces points singuliers, appelés points de pincement (pinch-points), apparaissent parce que les corrélations du champ émergent sont de nature dipolaire, avec des corrélations spin-spin algébriques.
L'origine de cette physique réside dans la conjonction entre la connectivité du réseau, l'anisotropie et les interactions magnétiques, qui concourent à sélectionner des configurations où une contrainte locale entre les spins est préservée. Récemment, plusieurs auteurs ont proposé une généralisation de ce concept à d'autres géométries et d'autres contraintes, comme par exemple le réseau " octochlore ", formé d'octaèdres partageant leurs sommets. En fonction de la contrainte choisie, différents liquides de spin ont été prédits théoriquement.
Une réalisation expérimentale du réseau octochlore peut être trouvée dans les fluorures de terres rares KRE3F10, dont la structure cristalline forme un réseau de petits et grands octaèdres RE joints par les sommets. La physique des composés KRE3F10 est encore très mal connue, avec seulement quelques articles sur des mesures de magnétisation effectuées il y a deux décennies. L'objectif de ce travail de doctorat sera donc de caractériser l'état fondamental de deux membres 'Kramers' du système KRE3F10 (RE = Dy3+, Er3+), afin d'identifier en particulier toute signature de la physique des liquides de spin suggérée par les travaux théoriques récents, et de mieux comprendre les contraintes qui y conduisent.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
master 2 en physique du solide
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
DAMAY-ROWE Françoise < email deleted for security reasons >
CNRS-UMR 12
LLB - Laboratoire de Diffusion Neutronique
LLB, CEA-CNRS UMR12
91191 Gif sur Yvette
01 69 08 49 54
Tuteur / Responsable de thèse
DAMAY-ROWE Françoise < email deleted for security reasons >
CNRS-UMR 12
LLB - Laboratoire de Diffusion Neutronique
LLB, CEA-CNRS UMR12
91191 Gif sur Yvette
01 69 08 49 54
En savoir plus
https://iramis.cea.fr/llb/nfmq/pisp/francoise-damay/
https://iramis.cea.fr/llb/nfmq/
