Oxydes magnétiques

Permanents impliqués : Christophe Payen, Philippe Deniard, Rémi Dessapt, Catherine Guillot-Deudon, Maria Teresa Caldes, Eric Gautron

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Certains matériaux peuvent être dotés de propriétés magnétiques insolites lorsqu’ils ne présentent pas d'ordre magnétique bien que l'intensité des interactions magnétiques et la taille des cristallites favorisent l'ordre à basse température. L'état alors observé peut être un « liquide de spin » dû à la basse dimension du réseau des interactions, à la frustration, ou à des effets quantiques. Les matériaux que nous étudions, en collaboration avec des équipes de physiciens expérimentateurs ou théoriciens, contiennent des métaux de transition répartis dans la structure cristalline sur un réseau de géométrie particulière (chaînes de spin, réseaux constitués de triangles, par exemple). Les liquides de spins suscitent un intérêt considérable en physique de la matière condensée et offrent des perspectives dans le domaine des systèmes de traitement de l'information quantique.  Nous nous intéressons aussi à des oxydes de métaux de transition dont les propriétés diélectriques sont couplées (ou susceptibles d'être couplées) aux propriétés magnétiques. Parmi ces matériaux «magnétoélectriques», certains sont multiferroïques ; un ordre ferroélectrique coexiste alors avec l'ordre magnétique. Les matériaux magnétoélectriques et les multiferroïques ont des applications potentielles dans le domaine des technologies de l'information (stockage de l'information pour les multiferroïques, notamment). Notre démarche expérimentale consiste, à préparer des matériaux, les caractériser, comprendre les propriétés (magnétiques, en particulier) et les relations entre ces propriétés, la composition, la structure cristalline, et la micro-structure ou la morphologie du matériau.

Mots-clés : Basse dimensionnalité, Multiferroïques, Frustration, Magnétisme quantique

Expertises : Relations structures cristallines - composition chimique – morphologie - propriétés magnétiques. Synthèses d’oxydes de métaux de transition (par voies solide ou liquide).

Liens :

• Evidence of Wolframite-Type Structure in Ultrasmall Nanocrystals with a Targeted Composition MnWO₄.
  Pascaline Patureau, Remi Dessapt, Pierre-Emmanuel Petit, Gautier Landrot, Christophe Payen and Philippe Deniard.
  Inorg. Chem. 2019, 58, 7822-7827

• Persistent Type-II Multiferroicity in Nanostructured MnWO₄ Ceramics.
  Pascaline Patureau, Remi Dessapt, Philippe Deniard, -Chan U. Chung, Dominique Michau, Michael Josse, Christophe Payen and Mario Maglione.
  Chem. Mat. 2016, 28, 7582-7585

• Incorporation of Jahn-Teller Cu²⁺ Ions into Magnetoelectric Multiferroic MnWO₄: Structural, Magnetic, and Dielectric Permittivity Properties of Mn_1-xCu_xWO₄ (x <= 0.25).
  Pascaline Patureau, Michael Josse, Remi Dessapt, Jean-Yves Mevellec, Florence Porcher, Mario Maglione, Philippe Deniard and Christophe Payen.
  Inorg. Chem. 2015, 54, 10623-10631

Collaborations :
Laboratoire de Physique des Solides, Orsay
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB)
Institut Néel, Grenoble
Laboratoire de Cristallographie et Sciences des Matériaux (CRISMAT), Caen
ANR SPINLIQ (2013-2016) & LINK (2018-2023)