Ordres et couplages dans les pérovskites multiferroïques étudiés par spectroscopie Raman - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Orders and couplings in multiferroic perovskites studied by Raman spectroscopy

Ordres et couplages dans les pérovskites multiferroïques étudiés par spectroscopie Raman

Résumé

Multiferroics are materials in which at least two ferroic orders coexist within a single phase. Those combining a magnetic and a ferroelectric order are particulary attractive materials. Indeed, the magnetization and the electrical polarization interracting through the magnetoelectric coupling open new possibilities in the technologies of storage and manipulation of the information. From a fundamental point of view, these complex materials provide a unique opportunity for the study of the possible links between the magnetic and ferroelectric orders. This work is focused on the perovskite family and more particularly on BiFeO3 and TbMnO3. BiFeO3 has one of the highest polarization of perovskites and an original magnetic structure. Our Raman spectroscopy study on nanoparticles highlights a link between the lattice, the magnetism and the surface at a peculiar size. This size can be related to the periodicity of the magnetic cycloid which is the only comparable length scale. TbMnO3 presents two types of magneto-electric coupling : a spontaneous one at the origin of a polarization and a dynamic one giving rise to the electromagnons. At ambient pressure, these two couplings are different but they merge when a hydrostatic pressure is applied. Our Raman spectroscopy study at high pressure reveals different behaviors between the electromagnons. Especially, we have observed a strong increase of one of the electromagnon activity.
Les multiferroïques sont des matériaux dans lesquels coexistent au moins deux ordres ferroïques au sein d’une même phase. Ceux combinant un ordre magnétique avec un ferroélectrique sont particulièrement intéressants. En effet, la présence d’une aimantation et d’une polarisation électrique interagissant via le couplage magnéto-électrique ouvre de nouvelles possibilités dans les technologies de stockage et de manipulation de l’information. D’un point de vue fondamental, ces matériaux complexes présentent l’opportunité d’étudier les liens possibles entre les ordres magnétiques et ferroélectriques. Ce travail se concentre sur la famille des pérovskites et plus particulièrement sur les matériaux multiferroïques BiFeO3 et TbMnO3. BiFeO3 possède une polarisation parmi les plus élevées des pérovskites et une structure magnétique originale provenant d’un ensemble complexe d’interactions. Notre étude par spectroscopie Raman sur des nanoparticules met en évidence un jeu de couplage entre le réseau, le magnétisme et la surface à une taille particulière. Cette dernière peut être rapprochée de la périodicité de la cycloïde magnétique, unique échelle de longueur comparable. TbMnO3 présente deux types de couplage magnéto-électrique : un spontané qui est à l’origine d’une polarisation et un dynamique dont proviennent les électromagnons. À pression ambiante, ces deux couplages sont distincts mais ils se confondent lors de l’application d’une pression hydrostatique. Notre étude de spectroscopie Raman à haute pression a mis en évidence des comportements différents entre les électromagnons. Notamment, nous avons observé une forte augmentation de l’activité d’un des électromagnons à haute pression.
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  • HAL Id : tel-03003391 , version 1

Citer

Ian Aupiais. Ordres et couplages dans les pérovskites multiferroïques étudiés par spectroscopie Raman. Electrons fortement corrélés [cond-mat.str-el]. Université Paris Diderot, 2019. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03003391⟩

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