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Séance de cours

Commande magnétique dans les matériaux

Dans cours

PHYS-310: Solid state physics II

Ce cours de deux semestres donne une introduction à la Physique du solide, à la structure cristalline, aux vibrations du réseau, aux propriétés électroniques, de transport thermique et électrique ainsi qu'aux propriétés magnétiques. Il se situe au niveau d ...

Description

Cette séance de cours explore le concept d'ordre magnétique dans les matériaux, en se concentrant sur l'interaction négligée entre les spins et les implications pour le ferromagnétisme et l'antiferromagnétisme. L'instructeur discute de la température de Curie, de la température de Neel et du hamiltonien de Heisenberg. La séance de cours couvre les aspects classiques et quantiques de l'ordre magnétique, y compris le comportement des spins dans différents matériaux et les températures critiques associées aux transitions de phase magnétique.

Enseignant·e·s (3)

Oleg Yazyev

Prof. Oleg Yazyev (Олег Язев) was born in Simferopol, Crimean peninsula. He obtained his degree in chemistry from Moscow State University in 2003. He then joined Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) completing his PhD thesis in chemistry and chemical engineering in 2007. Next two years he has spent as a postdoctoral fellow at the Institute of Theoretical Physics (ITP) and the Institute for Numerical Research in the Physics of Materials (IRRMA) of the same institution. In 2009-2011 he was a postdoctoral fellow at the Department of Physics of the University of California, Berkeley and the Lawrence Berkeley National Laboratory. In September 2011 he started an independent research group supported by the Swiss National Science Foundation professorship grant. In 2012 he was awarded an ERC Starting grant. His current research focuses on theoretical and computational physics of the recently discovered Dirac fermion materials with strong emphasis on their prospective technological applications. ResearcherID profile of Oleg Yazyev

Marina Pivetta

Harald Brune

Originaire de Münich en Allemagne, né en 1961, Harald Brune obtient son diplôme en physique de l'Université Ludwig Maximilians en 1989. Après une thèse en chimie physique à l'Institut Fritz-Haber de la Société Max-Planck à Berlin il obtient son titre de docteur ès sciences en 1992. Dès cela, il rejoint le groupe du Prof. K. Kern à l'Institut de physique expérimentale à l'EPFL. En 1995 il est chercheur invité à Copenhague travaillant en modélisation chez le Prof. J. Nørskov. De retour à l'EPFL, il se voit décerné le prix Latsis EPFL 1996 pour ses études par microscopie à effet tunnel de processus atomiques déterminants la croissance cristalline de couches minces. En 1998 il obtient son habilitation (venia legendi) en Physique et est nommé Maître d'enseignement et de recherche (MER) en nanophysique à l'EPFL. La même année il recoit une offre de Professeur Ordinaire (C4) de l'Université Philipps de Marburg. Début 1999 il réfuse cette offre et accepte un poste de Professeur Extraordinaire à l'EPFL et s'installe au sein de l'Institut de la Physique des Nanostructures. Il est nommé Professeur Ordinaire en 2005. Sa recherche porte sur les propriétés physiques (en particulier le magnétisme et la structure électronique) de nouvelles formes de la matière condensée comme des nanostructures et des couches ultra-minces. Il s'intéresse également à la catalyse hétérogène sur des systèmes inspirés dans leur composition et taille par celle des sites actives dans les enzymes en biologie. Il enseigne la Physique Générale pour ingénieurs, la Physique des matériaux solides pour physiciens, les méthodes expérimentales pour physiciens, ainsi que la Physique des surfaces, interfaces et nanostrcutures à l'école doctorale.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Physique de la matière condensée: Transition de phase

Concepts associés (32)

Magnétisme

Le magnétisme représente un ensemble de phénomènes physiques dans lesquels les objets exercent des forces attractives ou répulsives sur d'autres matériaux. Les courants électriques et les moments magnétiques des particules élémentaires fondamentales sont à l’origine du champ magnétique qui engendre ces forces. Tous les matériaux sont influencés, de manière plus ou moins complexe, par la présence d'un champ magnétique, et l’état magnétique d'un matériau dépend de sa température (et d'autres variables telles que la pression et le champ magnétique extérieur) de sorte qu'un matériau peut présenter différentes formes de magnétisme selon sa température.

Magnetic domain

A magnetic domain is a region within a magnetic material in which the magnetization is in a uniform direction. This means that the individual magnetic moments of the atoms are aligned with one another and they point in the same direction. When cooled below a temperature called the Curie temperature, the magnetization of a piece of ferromagnetic material spontaneously divides into many small regions called magnetic domains. The magnetization within each domain points in a uniform direction, but the magnetization of different domains may point in different directions.

Ferromagnétisme

Le ferromagnétisme est le mécanisme fondamental par lequel certains matériaux (fer, cobalt, nickel...) sont attirés par des aimants ou forment des aimants permanents. On distingue en physique différents types de magnétismes. Le ferromagnétisme (qui inclut le ferrimagnétisme) se trouve être celui à l’origine des champs magnétiques les plus importants : c’est celui qui crée des forces suffisamment importantes pour être senties et qui est responsable du phénomène bien connu de magnétisme dans les aimants de la vie quotidienne.

Température de Curie

La température de Curie (ou point de Curie) d'un matériau ferromagnétique ou ferrimagnétique est la température T à laquelle le matériau perd son aimantation permanente. Le matériau devient alors paramagnétique. Ce phénomène a été découvert par le physicien français Pierre Curie en 1895. L’aimantation permanente est causée par l’alignement des moments magnétiques. La susceptibilité magnétique au-dessus de la température de Curie peut alors être calculée à partir de la loi de Curie-Weiss, qui dérive de la loi de Curie.

Antiferromagnétisme

L'antiferromagnétisme est une propriété de certains milieux magnétiques prédite par Louis Néelen 1936. Contrairement aux matériaux ferromagnétiques, dans les matériaux antiferromagnétiques, l’interaction d’échange entre les atomes voisins favorise un alignement antiparallèle des moments magnétiques atomiques. Dans l'état fondamental, les moments magnétiques moyens sur les sous-réseaux distincts peuvent être non-nuls mais se compenser à l'échelle macroscopique. L'aimantation totale du matériau est alors nulle.

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