Séance de cours

Interactions magnétiques : ferromagnétisme et échange

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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 couvre les concepts de ferromagnétisme, d'antiferromagnétisme et de paramagnétisme, expliquant les interactions d'échange entre les moments magnétiques. Il se penche sur la loi Curie-Weiss, la théorie des bandes du ferromagnétisme et l'anisotropie magnétique des matériaux. L'instructeur discute de la formation des domaines magnétiques, des murs de domaine et du mécanisme physique derrière la magnétorésistance géante. En outre, la séance de cours explore les principes de fonctionnement des disques durs et les mécanismes physiques de la susceptibilité magnétique. Les élèves apprendront le hamiltonien magnétique des ions isolés, les règles de Hund et l'approximation du champ moyen pour le calcul des températures de transition.

Enseignant·e·s (3)

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.

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

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Physique de la matière condensée: Transition de phase

Concepts associés (32)

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.

Moment magnétique

En physique, le moment magnétique est une grandeur vectorielle qui permet de caractériser l'intensité d'une source magnétique. Cette source peut être un courant électrique, ou bien un objet aimanté. L'aimantation est la distribution spatiale du moment magnétique. Le moment magnétique d'un corps se manifeste par la tendance qu'a ce corps à s'aligner dans le sens d'un champ magnétique, c'est par exemple le cas de l'aiguille d'une boussole : le moment que subit l'objet est égal au produit vectoriel de son moment magnétique par le champ magnétique dans lequel il est placé.

Susceptibilité magnétique

La susceptibilité magnétique désigne une propriété d'un matériau qui caractérise la faculté de celui-ci à s'aimanter sous l'effet d'une excitation magnétique émise par un champ. C'est une grandeur sans dimension qu'on note en général par le symbole , ou simplement s'il n'y a pas d'ambiguïté avec la susceptibilité électrique dans le texte. Tout matériau est composé au niveau microscopique d'atomes liés ensemble, chacun de ces atomes pouvant être vu comme un aimant élémentaire si l'on ne s'intéresse qu'aux propriétés magnétiques.

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.

Dipôle magnétique

vignette|Dipôle magnétique de la Terre Un dipôle magnétique est l'équivalent pour le champ magnétique de ce qu'est un dipôle électrostatique pour le champ électrique. Il est entièrement caractérisé par le vecteur moment magnétique (ou moment dipolaire magnétique), l'équivalent pour le magnétisme de ce qu'est le moment dipolaire pour l'électrostatique. La représentation matérielle la plus simple d'un dipôle magnétique est une boucle de courant, c'est-à-dire un courant électrique circulaire.

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Concepts associés (32)

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Moment magnétique

Susceptibilité magnétique

Température de Curie

Dipôle magnétique

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