Thèse soutenue le 30 mai 2012 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Physique des matériaux

Résumé :
Cette thèse porte sur l'utilisation de plusieurs techniques de diffusion de neutrons polarisés pour la conduite d'expériences de diffraction et de spectroscopie inélastique à haute résolution. Nous décrivons de façon exhaustive l'option à écho de spin neutronique résonant ZETA, installée sur le spectromètre triple axe thermique CRG IN22 à l'Institut Laue Langevin. Grâce à elle, nous étudions la structure nucléaire et la dynamique de spin de plusieurs systèmes modèles. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la série BaM₂(XO₄)₂ (M = Co, Ni; X = As, P) dont les membres sont de bons exemples de systèmes magnétiques quasi-bidimensionnels. L'effet de la mise en ordre magnétique sur leurs paramètres de maille est révélé par diffraction de Larmor. De plus, nous montrons que l'évolution thermique de la durée de vie du mode de magnon optique dans BaNi₂(PO₄)₂ est fortement affecté par la présence de défauts dans sa structure. Ensuite, nous abordons le composé à chaînes et échelles de spin 1/2 Sr₁₄Cu₂₄O₄₁. Nous nous focalisons d'abord sur l'étude du pic inélastique associé au gap de spin des échelles et présentons une méthode capable de montrer de façon directe la dégénérescence de la transition concernée. Ensuite, nous évaluons sa largeur énergétique intrinsèque et observons l'effet des différentes mises en ordre de charge sur la structure cristallographique du matériau. Finalement, nous adaptons l'instrumentation disponible pour mener des expériences de réflectométrie résolues en temps, par le biais de la méthode MIEZE, sur une multicouche magnétique pouvant posséder des propriétés intéressante pour des applications en spintronique.

Jury :
Rapporteur : Frédéric Ott
Rapporteur : Catherine Pappas
Examinateur : Roland Gähler
Examinateur :  Sergey Klimko
Examinateur : Timothy Ziman
Directeur de thèse : Louis-Pierre Regnault

Mots clés :
Systèmes magnétiques de basse dimension, Diffraction de Larmor, Diffusion neutronique, Neutrons polarisés, Echo de spin neutronique résonant

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