Champs magnétiques mégagauss pour la conductivité gigahertz et la spectroscopie térahertz – MegaGigaTera

Les champs magnétiques sont parmi les outils les plus puissants pour étudier la matière, car ils se couplent de manière bien définie aux charges et aux spins. De nombreuses techniques de caractérisation indispensables à la recherche moderne sont basées sur les champs magnétiques, comme la résonance magnétique nucléaire, la résonance paramagnétique électronique, la résonance cyclotronique, les oscillations quantiques (deHaas-vanAlphen, Shubnikov-deHaas), la mesure à effet Hall (électronique et thermique) etc. En général, plus le champ est élevé, plus les informations que l’on peut obtenir sur le système étudié sont détaillées, car les effets magnétiques deviennent plus dominants par rapport aux désordres thermiques et structurels.
Les champs magnétiques supérieurs à 100 T ne peuvent être générés que dans des installations (semi-)destructives. La seule installation de ce type en Europe se trouve au LNCMI à Toulouse. C’est ce qu’on appelle l’installation MegaGauss et elle est capable de générer des champs allant jusqu’à 300 T en impulsions de 5 µs. Les expériences physiques dans de telles conditions sont assez difficiles et seul un nombre limité de techniques expérimentales existent actuellement. Le projet MegaGigaTera vise à développer et à mettre à disposition deux nouvelles techniques dans cette installation : les mesures de conductivité électrique aux fréquences GHz, et la spectroscopie THz à l’aide d’une source laser moléculaire pulsée dans la gamme 0,25 - 20 THz, ainsi que l’équipement cryogénique nécessaire.
Afin de vérifier les performances des techniques développées et de présenter leur potentiel à l’ensemble de la communauté scientifique, plusieurs expériences de démonstration à haute visibilité seront réalisées avec la nouvelle instrumentation.