Cinétique de croissance en solution de la Herbertsmithite – HESOKI

Un effort commun d'observations in situ par microscopie optique à contraste interférentiel combinées à des simulations Monte Carlo cinétique (KMC) va être entrepris pour mieux comprendre la cinétique de croissance des monocristaux de Herbertsmithite en solution aqueuse. La Herbertsmithite est devenu l'archétype du système liquide de spin quantique basé sur la frustration géométrique. Pour étudier et exploiter les propriétés d'un liquide de spin quantique des monocristaux de grande qualité sont requis. Ainsi, une compréhension approfondie de leur croissance en solution aqueuse constituerait un grand pas vers l'élaboration de cristaux de qualité "quantique" et de dimensions suffisantes (centimétriques). Cette compréhension doit inclure la formation des macromarches et des îlots de croissance, et dans une étape ultérieure, la formation des défauts ponctuels. En plus de la Herbertsmithite ZnCu3(OH)6Cl2, nous allons étudier la croissance en solution de l'analogue au Mg, MgCu3(OH)6Cl2, qui est aussi un excellent candidat au statut de liquide de spin quantique mais avec un meilleur contraste Mg/Cu aux rayons X que celui Zn/Cu, et qui par conséquent pourrait ouvrir la voie à une étude plus quantitative des défauts ponctuels. Les observations in situ et temps réel par microscopie optique à contraste interférentiel différentiel ou total permettront de tester directement les simulations numériques effectuées en KMC. Cela offre la possibilité d'adapter le modèle KMC sans recourir à des apports par calculs ab initio, qui ne seraient pas disponibles en quantité suffisante pour un système aussi complexe avec une interface cristal/solution.