Dynamique des spins et des charges au passage de la transition métal-isolant dans des nanostructures de Fe3O4
Langue Anglais
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Auteur : Panigrahi, Jayash
Date de soutenance : 08-12-2021

Directeur(s) de thèse : Halté, Valérie

Président : Haacke, Stefan
Rapporteur(s) : Vidal, Franck - Vernay, François

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Physique de la matière condensée
Classification : Physique

Mots-clés libres : Magnéto-optique ultrarapide, Transition métal-isolant, Dynamique de spin, Dynamique de charge
Mots-clés :
  • Transitions métal-isolant
  • Matière condensée
Résumé : Dans Fe3O4, la présence de la transition métal-isolant (MIT) connue sous le nom de transition de Verwey en fait un candidat vraiment intéressant pour les applications de spintronique, de nanoélectronique. Cependant, même si d’énormes progrès ont été réalisés pour comprendre la transition de Verwey, il reste encore des questions ouvertes dues à l’interaction entre les différents degrés de liberté. Nous explorons, en utilisant la magnéto-optique résolue en temps, le comportement ultra-rapide des spins et des charges à travers la MIT sur des films minces de Fe3O4. Nous montrons que la magnétooptique ultrarapide est un outil parfait non seulement pour distinguer clairement les états isolants et conducteurs contrôlés par la température de l’environnement, mais aussi lorsque la transition est induite optiquement. Nous montrons que les dynamiques ultrarapides des charges et des spins ont des signatures différentes à travers la température de Verwey (Tv) et pour différentes densités d’excitation du laser. En ce qui concerne la dynamique des charges, nous observons clairement un comportement en escalier du temps de relaxation électron-phonon qui subit une diminution dans la phase métallique. Dans notre configuration, la dynamique de la magnétisation montre un comportement de précession avec une grande amplitude sous Tv. Ces caractéristiques temporelles montrent également un comportement différent de chaque côté de la transition. En particulier, la réorientation du champ effectif, que l’échantillon subit, est radicalement différente dans les deux phases. Notre simulation basée sur le modèle 3TM-LLG en utilisant des paramètres réalistes pour le système étudié sont cohérentes avec les observations expérimentales qui confirment le rôle principal joué par les phonons des interactions électrons et spins phonons influencées par le MIT.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2021STRAE043
Type de ressource : Thèse