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– CAMELEON

Résumé de soumission

Les manganites sont actuellement considérées comme étant l?un des systèmes les plus intéressant en physique de la matière condensée. Ces matériaux cristallisent dans la structure pérovskite ABO3. Le dopage en trou est réalisé en substituant des cations divalents du site A. Cette substitution convertit certains ions Mn3+ (occupant le site B) en ions Mn4+. La formule générale des manganites dopées en trou est RE1-xAExMnO3 (RE étant un ion terre rare trivalent tel que La, Nd ou Pr ; et AE un ion alcalin divalent tel que Ca, Sr, Ba ou Pb). Suivant le dopage x, il existe deux principales phases électroniques à basse température : un métal ferromagnétique (FMM) provoqué par le double échange, et un ordre de charge isolant antiferromagnetique (AFMI). Ces deux phases sont séparées par une transition du premier ordre. A haute température, il n?y a qu?une seule phase paramagnétique isolante (PMI) pour tous les dopages. Dans la phase FMM, ces matériaux deviennent quasiment de parfaits semi-métaux (avec plus de 90% de spin polarisés parmi les électrons de conduction) les rendant parfaitement adéquats à la création de système à injection de spins ou de filtre à spins. Cette propriété est porteuse d?énormes espoirs dans le domaine de la spintronic. En plus de ces applications potentielles, les manganites ont révélé une physique nouvelle et exotique lors de la transition métal/isolant. Dans un cristal où la périodicité des atomes est parfaite, on s?attend à ce que chaque cellule élémentaire soit identique aux autres. Or, dans un certain nombre de manganites, ce n?est pas le cas : ces ordres électroniques et magnétiques coexistent côte à côte dans le même échantillon. Cette coexistence de multi phases provient du fait que l?énergie libre de la phase FMM et de la phase AFMI est très similaire. Cette structure mésoscopique permet de rendre les matériaux extrêmement sensibles aux perturbations extérieures (telles que le champ magnétique, le champ électrique, la lumière et la pression hydrostatique). Cette particularité est souvent nommée ?matière molle électronique?. Dans ce projet de recherche, nous proposons d?étudier les conséquences de ces inhomogénéités électroniques sur les mesures standards macroscopiques. Pour cela, nous nous proposons d?aborder le sujet sur deux axes : - premièrement, dans les familles de manganites présentant une séparation de phase spontanée, nous voudrions cartographier les échantillons par microscopies à forces électrostatiques (EFM) et magnétiques (MFM) et mesurer simultanément la résistivité DC. En comparant ces deux types de mesures, il nous sera possible de quantifier la manière dont la transition d?un domaine microscopique se répercute dans les mesures macroscopiques. - deuxièmement, nous envisageons de nanostructurer artificiellement des manganites homogènes. Cette procédure peut être réalisée par une combinaison de lithographie électronique et de bombardement ionique. La réponse optique des tels échantillons sera mesurée et analysée en utilisant un modèle de milieu effectif. Cette approche nous permettra de séparer la contribution provenant des nano structures et celle provenant des propriétés physiques intrinsèques de chaque domaine. Ce projet multidisciplinaire implique trois chercheurs permanents à l?ESPCI et deux chercheurs permanents du Chinese Academy of Sciences (CAS). L?équipement nécessaire pour mener à bien ce projet est divisé de façon équitable entre les différentes techniques mises en jeu : epitaxie et mesure de résistivité de couches minces au CAS ; mesures locales par EFM/MFM et spectroscopie infrarouge à l?ESPCI. Ce projet nécessite par ailleurs un grand investissement en temps pour la réalisation des mesures. Pour cette raison nous demandons également une bourse de doctorat de trois ans, un post-doctorat de un an et une réduction de charge d?enseignement.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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