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Techniques expérimentales: Magnétisation et susceptibilité

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Dans cours

PHYS-491: Magnetism in materials

The lectures will provide an introduction to magnetism in materials, covering fundamentals of spin and orbital degrees of freedom, interactions between moments and some typical ordering patterns. Selected experimental techniques and their application in cu ...

Description

Cette séance de cours porte sur les techniques expérimentales de mesure de l'aimantation et de la sensibilité, y compris les méthodes DC et AC, les bobines de détection, les bobines de champ et les mesures AC basées sur SQUID. Il traite des questions de phase, du comportement critique et de la dynamique des systèmes de particules en interaction.

Enseignant·e

Ivica Zivkovic

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Berna Esmer A co-dirigé les thèses EPFL de Virgile Favre, Bhushan Hegde, Yikai Yang Cours Magnetism in materials PHYS-491 Ce cours introduit au magnétisme dans les matériaux, couvrant les principes fondamentaux des degrés de liberté de spin et d'orbite, les interactions entre les moments et certains modèles d'ordre typiques. Des techniques expérimentales et leur application dans la recherche actuelle sont présentées.

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Spectroscopie RMN

vignette|redresse|Spectromètre RMN avec passeur automatique d'échantillons utilisé en chimie organique pour la détermination des structures chimiques. vignette|redresse|Animation présentant le principe de la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). La spectroscopie RMN est une technique qui exploite les propriétés magnétiques de certains noyaux atomiques. Elle est basée sur le phénomène de résonance magnétique nucléaire (RMN), utilisé également en sous le nom d’.

Spectroscopie Mössbauer

thumb|right|250px|Spectre Mössbauer du 57Fe La spectroscopie Mössbauer est une méthode de spectroscopie basée sur l'absorption de rayons gamma par les noyaux atomiques dans un solide. Par la mesure des transitions entre les niveaux d'énergie de ces noyaux, elle permet de remonter à différentes informations sur l'environnement local de l'atome. Elle doit son nom à Rudolf Mössbauer qui en a posé les bases en 1957 en démontrant l'existence de ces phénomènes d'absorption résonante sans effet de recul, ce qu'on appelle aujourd'hui l'effet Mössbauer.

Magnétomètre

Un magnétomètre est un appareil qui sert à mesurer selon les cas l'intensité ou la direction d’un champ magnétique, ou l'aimantation d'un échantillon. Il repose sur un élément sensible au champ magnétique : le capteur de champ magnétique qui, lorsqu'il est associé à un dispositif électronique, permet d'extraire la mesure du champ magnétique. Il en existe différents types, basés sur des principes physiques différents. Les magnétomètres sont principalement utilisés dans le cadre d’études géologiques et la détection d’anomalies magnétiques ou d’objets ferreux.

Spectroscopie

La spectroscopie, ou spectrométrie, est l'étude expérimentale du spectre d'un phénomène physique, c'est-à-dire de sa décomposition sur une échelle d'énergie, ou toute autre grandeur se ramenant à une énergie (fréquence, longueur d'onde). Historiquement, ce terme s'appliquait à la décomposition, par exemple par un prisme, de la lumière visible émise (spectrométrie d'émission) ou absorbée (spectrométrie d'absorption) par l'objet à étudier.

Effet Mössbauer

L'effet Mössbauer est lié à l'absorption et la ré-émission résonante d'un photon par le noyau d'un atome (transition nucléaire). Les lois de conservation de l'énergie et de l'impulsion imposent une modification de l'énergie (et donc de la fréquence) des photons réémis dans une direction différente de la direction incidente. Ce décalage en énergie traduit l'effet de recul de l'atome à l'absorption et à l'émission. Cependant les noyaux atomiques ne sont généralement pas isolés (dans un cristal par exemple).

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Couvre les fondamentaux de l'effet Kerr Magneto-optique (MOKE) et ses applications dans les processus d'aimantation ultrarapide et la spectroscopie optique magnétique.

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