Thèse soutenue le 29 octobre 2004 pour obtenir le grade de docteur de l'Université Joseph Fourier - Grenoble I - Spécialité : Physique

Résumé :
Dans le travail présenté ici, la diffusion inélastique des neutrons est utilisée pour étudier les excitations magnétiques des systèmes à fermions lourds Ce_1-xLa_xRu₂Si₂ et CeIn_3-xSn_x. Une première partie expérimentale est consacrée au système Ce_1-xLa_xRu₂Si₂. Les fluctuations magnétiques du composé de concentration critique x_c = 7,5 % et du composé paramagnétique de concentration x = 0 % sont d'abord étudiées. On obtient i) que les fluctuations magnétiques de ces deux alliages saturent aux basses températures, et ii) qu'aux hautes températures la susceptibilité dynamique suit une loi d'échelle en E/T^ß avec ß < 1. Ces résultats ne rentrent pas dans le cadre des théories sur les transitions de phase quantiques : en effet, i) ces théories prévoient que les fluctuations divergent à la transition, et ii) seuls des exposants ß > 1 peuvent être obtenus dans de tels modèles. Une étude des composés ordonnés de concentrations x > x_c permet de conclure que les fluctuations corrélées antiferromagnétiquement sont les fluctuations critiques qui gouvernent la transition de phase quantique, bien qu'elles ne divergent pas à l'instabilité magnétique. La deuxième partie consiste en l'étude du système CeIn_3-xSn_x. Le spectre des excitations de CeIn₃ illustre la dualité des systèmes à fermions lourds : le caractère localisé des électrons f se manifeste par des ondes de spin très bien définies alors que leur caractère itinérant se traduit par un fort élargissement de l'excitation de champ cristallin. Une étude du spectre des excitations d'une poudre du composé de concentration critique x_c = 0,6 semble par ailleurs indiquer que les fluctuations magnétiques saturent aux basses températures.

Jury :
Présidente : C. Lacroix
Rapporteur : H. v. Löhneysen
Rapporteur : C. Simon
Examinateur : B. Chevalier
Examinateur : S. Raymond
Directeur de thèse : L.P. Regnault

Mots clés :
Fermions Lourds, Réseau Kondo, Fluctuations Magnétiques, Diffusion Inélastique des Neutrons, Transition de Phase Quantique, Instabilité Magnétique, Criticalité, Lois d'Echelles

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