Relativistic effects : applications to multiferroic materials
Effets relativistes : applications aux matériaux multiferroïques
Couplage spin-orbit
Multiferroïque
Gallium ferrite
Oxyde de chrome
Lagrange
Dynamique des électrons semi-relativiste
Dirac Maxwell
XAS XMCD
Spin Orbit Coupling
Multiferroic
Gallium Ferrite
Chromium Oxide
Lagrangian
Semi-relativistic Electron Dynamics
Dirac Maxwell
XAS XMCD
537.3
Ferrites (matériaux magnétiques)
Électrons relativistes
Polarisation (physique nucléaire)
Spintronique
Notre étude porte sur des matériaux à effets relativistes importants. L'hamiltonien semi-relativiste, couplé aux équations de Maxwell (EM), permet de déduire les sources de courant et de densité, incluant des termes de second ordre (polarisations de spin et de Darwin). Différents modèles sont développés par expansion des EM. L'étude ab initio montre que (1) le désordre atomique peut produire le ferrimagnétisme (FM) dans GaFeO3 (GFO) multiferroïque, (2) les états 3d Fe des octaèdres déformés ont une levée de dégénérescence tétraédrique (théorie du champ cristallin), (3) la polarisation électrique concorde avec l'expérience, (4) le mécanisme magnétoélectrique (ME) direct est insuffisant pour expliquer le ME observé. Pour Cr2O3, le calcul de l'état massif sous contraintes biaxiales n'explique pas son FM, la taille de l'échantillon ou l'excès d'oxygène pourrait de fait être important. Enfin, nous avons développé le XAS et le XMCD dans le code VASP et calculé ces spectres pour GFO.
We studied the physics of materials where relativistic effects are important. We first coupled the semi-relativistic Hamiltonian with the Maxwell's equations, and derived the current and density sources, which included second-order terms like the spin and Darwin polarizations. Different models were developed, by expanding the Maxwell's equations. We then performed ab initio studies to explain (1) site disorders as the origin of ferrimagnetism in multiferroic GaFeO3 (GFO), (2) crystal-field theory where the Fe 3d states at the deformed octahedra have tetrahedral splittings, (3) the electric polarization as a function of temperature, and (4) the insufficiency of the direct magnetoelectric (ME) mechanism to explain observed ME behavior. For Cr2O3, bulk calculations for different biaxial strains failed to explain its ferromagnetism, indicating that size or excess-O effects might be important. Finally, we implemented XAS and XMCD in VASP and computed these spectra for GFO.
Electronic Thesis or Dissertation
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2183550
Université de Strasbourg
Strasbourg
2016-12-31
https://theses.hal.science/tel-01332614
application/pdf
2106381
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2015/Dixit_Anant_2015_ED182.pdf
http://www.theses.fr/2015STRAE037/abes
https://theses.hal.science/tel-01332614
https://theses.hal.science/tel-01332614
Dixit
Anant
1986-12-25
IN
192400169
21110365
https://theses.fr/2015STRAE037
2015STRAE037
https://doi.org/10.70675/faa7c001zafe1z4314z9044z772f1e145ec4
2015-12-18
Physique de la matière condensée
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Alouani
Mébarek
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079425178
Manfredi
Giovanni
MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2
071011196
071011196
Bigot
Jean-Yves
MADS_PRESIDENT_DU_JURY
032033311
032033311
Marklund
Mattias
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192400576
Ebert
Hubert
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192400371
Eriksson
Olle
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170437345
École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
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PH
156500019
Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
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Alouani
Mébarek
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Giovanni
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Jean-Yves
Marklund
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Eriksson
Olle
École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg)
Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
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