Note ABES Dynamique des spins et des charges au passage de la transition métal-isolant dans des nanostructures de Fe3O4 Spins and charges dynamics across Verwey transition in thin Fe3O4 films Magnéto-optique ultrarapide Transition métal-isolant Dynamique de spin Dynamique de charge Ultrafast magneto-optics Metal-insulating transition Spin dynamics Charge dynamics 539 Transitions métal-isolant Matière condensée 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. In Fe3O4, the presence of the metal-insulator transition (MIT) known as Verwey transition makes it an interesting candidate for spintronics, nanoelectronics applications. However, even huge progresses have been made to understand the Verwey transition, there are still open questions due to the interplay between the different degrees of freedom. We explore, using time resolved magnetooptics, the ultrafast behavior of spins and charges across the MIT on thin Fe3O4 films. We show that ultrafast magneto-optics is a perfect tool not only to discriminate clearly insulating and conducting states controlled by the environment temperature but also as the transition is optically induced. We show that ultrafast charges and spins dynamics have different signatures across the Verwey temperature (Tv) and for different density of excitation of the laser. Regarding the charges dynamics, we observe clearly a step-like behavior of the electron-phonon relaxation time that undergoes a decrease in the metallic phase. In our experimental configuration, the magnetization dynamics demonstrate a precession behavior with a large amplitude under Tv. These temporal features show also, a different behavior from each side of the transition. In particular, the reorientation of the effective field, which the sample experiences, is drastically different in the two phases. Our simulation based on 3TM-LLG model using realistic parameters for the studied system are consistent with the experimental observations which confirms the main role played by the electrons and spins phonons interactions influenced by the MIT. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 25894503 https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2021/PANIGRAHI_Jayash_2021_ED182.pdf http://www.theses.fr/2021STRAE043/abes Panigrahi Jayash 1991-08-24 IN 295103809 04IZPQ19UH5 21626120 4200002 https://theses.fr/2021STRAE043 2021STRAE043 https://doi.org/10.70675/000a294czc62dz4fc8za774zea364c397b5f 2021-12-08 Physique de la matière condensée Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Halté Valérie MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 161807534 Haacke Stefan MADS_PRESIDENT_DU_JURY 147124298 Vidal Franck MADS_RAPPORTEUR_1 076733254 Vernay François MADS_RAPPORTEUR_2 197772870 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 93794 151842973 ddc:530 Halté Valérie Haacke Stefan Vidal Franck Vernay François École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 25894503 restriction 2021-12-08 2026-06-01 restriction 2021-12-08 2026-06-01