Magnétisme des cristaux de molécules à grand spin
Les chimistes ont créé, dans les dernières années du vingtième siècle, des molécules magnétiques dont le spin (typiquement s=10) est suffisamment grand pour que le temps de relaxation de l'aimantation puisse devenir macroscopique à basse température. Ces nouveautés donnent lieu à des...
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| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Article ou chapitre numérique |
| Sprache: | Français |
| Veröffentlicht: |
EDP Sciences
2003
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| Online Zugang: | Accès Université d'Orléans et IFPM Accès INSA CVL |
| Zusammenfassung: | Les chimistes ont créé, dans les dernières années du vingtième
siècle, des molécules
magnétiques dont le spin (typiquement s=10) est suffisamment grand pour
que le temps de relaxation
de l'aimantation
puisse devenir macroscopique à basse température. Ces nouveautés
donnent lieu à des
phénomènes nouveaux dont nous donnons ici une description
détaillée. Nous commençons par rappeler
les concepts fondamentaux du magnétisme, tels que l'anisotropie et
l'échange, puis nous
décrivons les molécules à grand spin et nous les situons dans le
monde du magnétisme.
Dans le deuxième chapitre, nous étudions la relaxation magnétique
thermiquement activée, en utilisant
l'équation maîtresse et en évaluant ses coefficients
à partir de l'interaction spin-phonons
et de la règle d'or.
Le troisième chapitre est consacré à l'effet tunnel d'un spin isolé,
et nous calculons l'écart tunnel par des méthodes simples. Nous
obtenons en particulier
les valeurs du champ magnétique où la séparation tunnel s'annule
(points "diaboliques").
Dans le quatrième chapitre, nous décrivons brièvement des méthodes
alternatives
basées sur les intégrales sur les chemins.
Dans le cinquième chapitre,
nous étudions l'effet, toujours sur un spin isolé,
d'un champ magnétique dépendant du temps,
qui déclenche le retournement partiel des spins au moment où la valeur
du champ
autorise l'effet tunnel. Le sixième chapitre est consacré à
l'interaction du spin
avec son environnement à basse température, quand la relaxation
magnétique est due aux
interactions dipolaires avec les autres spins moléculaires et avec les
spins nucléaires.
Dans le septième et dernier chapitre, nous traitons l'effet tunnel du spin
entre états excités,
phénomène original et important dans ces matériaux. Enfin, dans six
annexes,
nous rappelons les constantes fondamentales et les différentes notations
courantes,
la correspondance entre les divers types de champs magnétiques,
la démonstration de la loi d'Arrhenius à partir de l'équation
maîtresse, celle de la
formule de Landau-Zener-Stückelberg, puis nous ébauchons une théorie
de l'effet tunnel
magnétique en présence d'interactions hyperfines.
À la fin de l'ouvrage, un index permet de retrouver les définitions
des différents concepts.
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