GDR Matériaux, Etats ElecTroniques, Interactions et Couplages non-Conventionnels(MEETICC)

 
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1ère Réunion plénière

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Réunion plénière du GDR MEETICC (Matériaux, Etats ElecTroniques, Interactions et Couplages non-Conventionnels) Aussois, 17-20 mai 2016

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Comité d’organisation : bureau du GDR FOURY Pascale, Laboratoire de Physique des Solides, Orsay JANOD Etienne, Institut des Matériaux Jean Rouxel, Nantes CARPENTIER David, Laboratoire de Physique, Ecole Normale Supérieure de Lyon CANO Andres, Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux CHABOUSSANT Grégory, Laboratoire Léon Brillouin, CNRS-CEA-Saclay LEPETIT Marie-Bernadette, Institut Néel, Grenoble MENTRE Olivier, UCCS, Lille RODIERE Pierre, Institut Néel, Grenoble RUEFF Jean-Pascal, Soleil, Saclay VIART Nathalie, Institut de Physique et de Chimie des Matériaux de Strasbourg Secrétariat : MARIOTTO Marie-France, Laboratoire de Physique des Solides, Orsay Conseil Scientifique du GDR BERGEAL Nicolas, École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris BERT Fabrice, Laboratoire de Physique des Solides (Orsay) BIBES Manuel, UMR CNRS-Thalès (Palaiseau) BORDET Pierre, Institut Néel (Grenoble) BRISON Jean-Pascal, CEA – Grenoble, Service de Physique Statistique, Magnétisme et Supraconductivité BRUN Christophe, Institut des NanoSciences de Paris BURDIN Sébastien, Laboratoire Ondes et Matière d’Aquitaine (Bordeaux) CARIO Laurent, Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN, Nantes) COLSON Dorothée, CEA-Saclay, Service de Physique de l’Etat Condensé CREN Tristan, Institut des NanoSciences de Paris DAMAY Françoise, Laboratoire Léon Brillouin, CNRS-CEA-Saclay D’ASTUTO Mattéo, Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (Paris) DE CARO Dominique, Laboratoire de Chimie de Coordination (Toulouse) DUC Fabienne, Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (Toulouse) FOURMIGUE Marc, Institut des Sciences Chimiques de Rennes GEORGES Antoine, Collège de France (Paris) LE BOLLOC’H David, Laboratoire de Physique des Solides (Orsay) LOBO Ricardo, École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris LORENC Maciej, Institut de Physique de Rennes MEASSON Marie-Aude, Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (Paris) MIREBEAU Isabelle, Laboratoire Léon Brillouin, CNRS-CEA-Saclay PAUTRAT Alain, Laboratoire de Cristallographie et Science des Matériaux (CRISMAT, Caen) PETIT Sylvain, Laboratoire Léon Brillouin, CNRS-CEA-Saclay PINSARD Loreynne, Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux (ICCMO, Orsay) POILBLANC Didier, Laboratoire de Physique Théorique (Toulouse) PONS Stéphane, École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris RABU Pierre, Institut de Physique et de Chimie des Matériaux de Strasbourg RALKO Arnaud, Institut Néel (Grenoble) ROZENBERG Marcelo, Laboratoire de Physique des Solides (Orsay) SACUTO Alain, Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (Paris) SCOLA Joseph, Groupe d’Etude de la Matière condensée (GEMAC, Versailles) SIDIS Yvan, Laboratoire Léon Brillouin, CNRS-CEA-Saclay SIMONET Virginie, Institut Néel (Grenoble) TA PHUOC Vinh, GREMAN (Tours) THIAVILLE André, Laboratoire de Physique des Solides (Orsay)

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Programme 17 mai 2016 20:00 - 21:15 21:15 - 21:30 21:30 - 22:30 Session Dîner Introduction - P. Foury et E. Janod Matériaux corrélés – une aire de jeu pour les théoriciens Sielke Biermann, Ecole Polytechnique (Invitée) 18 mai 2016 08:15 - 10:05 8:15 – 8:55 08:55 - 09:15 09:15 - 09:35 09:35 – 9:50 09:50 - 10:05 10:05 - 10:30 10:30 - 12:10 10:30 – 11:10 11:10 - 11:30 11:30 - 11:50 11:50 - 12:10 12:10 - 13:50 13:50 - 15:30 13:50-14 :30 14:30 - 14:50 14:50 - 15:10 15:10 - 15:30 15:30 - 16:00 16:00 - 17:40 16:00 - 16:20 16:20 - 16:40 16:40 - 17:00 17:00 - 17:20 17:20 - 19:00 19:00 - 20:30 20h30-21h30 Session Pause Pause Session Pause Session Pause Session Session Magnétisme : Multiferroïques – Chairwoman : Nathalie Viart Magnetically driven multiferroics and chiral magnets- L. Chapon, Institut Laue Langevin, Grenoble (Invité) Calcul ab initio du tenseur magneto-électrique - Marie-Bernadette Lepetit, Institut Néel, Institut LaueLangevin, Grenoble SrMGe2O6 (M=Mn, Co): une famille de pyroxènes multiferroïques - Pierre Bordet, Institut Neel, Grenoble Specificities of RMn2O5 Multiferroic materials- Victor Balédent, Laboratoire de Physique des Solides, Orsay Proprietes multiferroïques exceptionnelles de SmMn2O5 - Ghassen Yahia, Laboratoire de Physique des Solides, Orsay Pause café Magnétisme : skyrmions, chiralité, nanomagnétisme – Chairman : Grégory Chaboussant Interaction Dzyaloshinskii-Moriya et skyrmions - A. Thiaville, Laboratoire de Physique des Solides, Orsay (Invité) Fluctuations de spin dans l'aimant chiral MnGe - Isabelle Mirebeau, Laboratoire Léon Brillouin Symmetry of the Fermi Surface and Evolution of the Electronic Structure Across the ParamagneticHelimagnetic Transition in MnSi/Si(111) - Alessandro Nicolaou, Synchrotron SOLEIL Dynamique non linéaire haute fréquence d'une paroi de domaine piégée dans un nanofil - Adrien PIVANO, Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provenc, Marseille Déjeuner Matériaux émergents (nouveaux composés inorganiques et moléculaires, cristallochimie, oxydes fonctionnels) – Chairman : Olivier Mentré Quelques exemples d’oxydes et de sulfures de métaux de transition : de la cristallochimie aux propriétés thermoélectriques et multiferroïques - A. Maignan, CRISMAT, Caen - (Invité) Propriétés des phases Ruddlesden-Popper à base de Chrome synthétisées sous Haute Pression et Haute Température - Justin Jeanneau, Institut Néel, Grenoble Utiliser les batteries pour synthétiser de nouveaux oxydes - Marie Guignard, Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux Mesure de la stoechiométrie en oxygène dans les perovskites : Etude du LaNiO3 - Joseph Scola, Groupe d'Etude de la Matière Condensée, Evry Pause café Magnétisme quasi-1D - Chairman : Sylvain Petit Theory of emerging bosonic phases for spin-gapped antiferromagnets at high field - Nicolas Laflorencie, Laboratoire de Physique Théorique - IRSAMC Effets de dilution sur les propriétés magnétiques du système 1D frustré beta-CaCr2-xScxO4 - Manila Songvilay, Laboratoire Léon Brillouin Synthèse et études de cuprates 1D à propriétés thermiques fortement anisotropes - Dalila BOUNOUA, Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay Anisotropic interactions opposing magnetocrystalline anisotropy in Sr3NiIrO6 - Emilie Lefrançois, Institut Laue-Langevin, Institut NEEL, CNRS, University of Grenoble Alpes Poster Dîner Réunion du CS du GDR

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19 mai 2016 08:30 - 10:30 08:30 - 09:10 09:10 - 09:30 09:30 - 10:10 10:10 - 10:30 10:30 - 11:00 11:00 - 11:40 11:00 – 11:40 11:40 - 12:00 12:00 – 15:10 15:10 - 16:30 15:10 - 15:30 15:30 - 15:50 15:50 - 16:10 16:10 - 16:30 16:30 - 17:00 17:00 - 19:00 17:00 - 17:40 17:40 - 18:00 18:00 - 18:20 18:20 - 18:40 18:40 - 19:00 19:00 - 20:30 Session Phases Topologiques, gaz d'électrons 2D, corrélations – chairwoman : Marie-Bernadette Lepetit Novel two-dimensional electron gases at the surface of transition-metal oxides - Andrés Santander-Syro, Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (Invité) High field mangeto-transport in two-dimensional electron gas LaAlO3/SrTiO3 - Ming Yang, Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Toulouse Caractérisation par la topologie de semi-conducteurs et semi-métaux - D. Carpentier (ENS-Lyon) - Invité Propriétés électroniques du super-réseau topologique naturel Sb2Te - Lama Khalil, Laboratoire de Physique des Solides, Synchrotron SOLEIL Pause Pause café Session Phases Topologiques, gaz d'électrons 2D, corrélations – chairwoman : Marie-Bernadette Lepetit Dynamique ultra-rapide, topologie et corrélations – Marino Marsi , Laboratoire de Physique des Solides, Orsay - Invité Pause Panier-repas Pause Excursion Matériaux émergents (nouveaux composés inorganiques et moléculaires, cristallochimie, oxydes Session fonctionnels) – Chairman : Pierre Bordet La distribution cationique comme moteur de multiferroïcité - Nathalie Viart, IPCMS Strasbourg Croissance épitaxiale de films minces de CoFe2O4 élaborés par ablation laser pulsé - Elodie Martin, IPCMS Strasbourg Réseaux de coordination hybrides multifonctionnels à base de sels d'imidazolium: une approche raisonnée des multiferroïques? - Pierre Rabu, IPCMS Strasbourg Les oxydes à haute entropie : une nouvelle classe de matériaux fonctionnels aux potentialités prometteuses - Nita Dragoe, Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay Pause Pause café Session Supraconductivité (supraconducteurs au fer, supra non-magnétique) – Chairman : Pierre Rodière Nematicity in the iron based superconductors - Indranil PAUL, Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (Invité) Fluctuations nématiques de charge dans FeSe sondées par spectroscopie Raman - Pierre Massat, Matériaux et Phénomènes Quantiques Pressure dependence of superconducting and structural properties of FeSe - Matthias Raba, Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Grenoble, Institut NEEL, CNRS, University of Grenoble Alpes RIXS in Fe-superconductors under extreme conditions - Jean-Pascal Rueff, Synchrotron SOLEIL Magnetic vs. non-magnetic defects in pure 2D superconductors - Gerbold Ménard, Institut des Nanosciences de Paris Pause Dîner 20 mai 2016 08:00 -10:00 Session Supraconductivité (fermions lourds, cuprates) – Chairman : Sébastien Burdin 08:00 – 08:40 Supraconductivité et fermions lourds - J.-P. Brison, CEA-Grenoble (Invité) High-pressure study of the ground- and superconducting-state properties of CeAu2Si2 - Gernot Scheerer, 08:40 - 09:00 Department of Quantum Matter Physics Field-driven spin density wave beyond hidden order in URu2Si2 - William Knafo, Laboratoire national des 09:00 - 09:20 champs magnétiques intenses - Toulouse Synthèse, dopage et étude par spectroscopie Raman du cuprate supraconducteur HgBa2Ca2Cu3O8+δ 09:20 - 09:40 Bastien Loret, Matériaux et Phénomènes Quantiques, Service de physique de l'état condensé Upper critical field and Nernst effect in slab superconductors - Samia Charfi Kaddour, Université Tunis El 09:40 - 10:00 Manar, Faculté des Sciences de Tunis, Laboratoire de Physique de la Matière Condensée 10:00 - 10:20 Pause Pause café 10:20 - 12:10 Session Magnétisme frustré – Chairman : Jean-Pascale Rueff 10:30 - 10:50 Observation of magnetic fragmentation in spin ice Nd2Zr2O7 - Elsa Lhotel, Institut Néel 10:50 - 11:10 Liquides de spin sur réseau kagomé - Philippe Mendels, Laboratoire de physique des solides 11:10 - 11:30 État fondamental massivement dégénéré dans la glace carrée artificielle - Yann Perrin, Institut Neel Interplay between charge and spin degrees of freedom induced by charge frustration of electrons on a 11:30 - 11:50 kagome lattice - Karim Ferhat, Institut NEEL, CNRS, University of Grenoble Alpes 12 :00 Panier –repas et départ de la navette pour Chambéry à 12h30

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Mercredi 18 mai - matin - Magnétisme - Multiferroïques Calcul ab initio du tenseur magneto-électrique Marie-Bernadette Lepetit Institut Néel, CNRS, Grenoble, France Institut Laue Langevin, Grenoble, France Le matériaux multiferroïques magnéto-électriques sont caractérisés par le couplage entre un ordre magnétique et une polarisation électrique. En régime de fort couplage, il est possible d’agir sur les propriétés magnétiques du matériau par l’application d’un champ électrique et simultanément de contrôler les propriétés électriques par l’application d’un champ magnétique, d’où les intérêts applicatifs de ces composés [1]. Le couplage macroscopique entre les propriétés magnétiques et électriques est caractérisé par le tenseur magnéto-électrique linéaire, dérivée seconde de l’énergie libre par rapport à un champ magnétique et électrique. Nous allons montrer comment il est possible de calculer ce tenseur magnéto-électrique par des méthodes ab-initio. Nous avons pour cela développé une méthodologie combinant différentes techniques [2]. Des techniques de calculs ab initio (fonctionnelle de la densité et méthodes de chimie quantique traitant explicitement les effets de corrélation électronique sur des fragments environnés [3]) pour évaluer les contributions microscopiques comme les effets de spin-orbite, de magnéto-striction, de striction d’échange etc. et leur réponse à un champ appliqué. Grâce à ces méthodes nous pouvons évaluer la réponse des paramètres d’un Hamiltonien de spin à un champ électrique appliqué. Ces informations ab initio sont ensuite intégrées dans un calcul d’onde de spin afin d’obtenir le tenseur magnéto-electrique macroscopique. Cette méthode a de plus l’avantage de permettre d’évaluer individuellement les différents effets microscopiques contribuant au tenseur magnéto-électrique. Un exemple sera donné sur YMnO3 [4]. [1] T. Lottermoser, T. Lonkai, U. Amann, D. Hohlwein, J. Ihringer, Manfred Fiebig, Nature 430, 541 (2004). [2] M.-B. Lepetit, Theor. Chem. Acc. 135, 91 (2016). [3] A. Gellé aet M.-B. Lepetit, J. Chem. Phys. 128, 244716 (2008) ; A. Gellé, J. Varignon et M.-B. Lepetit, EPL 88, 37003 (2009). [4] J. Varignon, S. Petit, A. Gellé et M.-B. Lepetit, J. Phys. : Condens. Matter 25, 496004 (2013). 1

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Mercredi 18 mai - matin - Magnétisme - Multiferroïques SrMGe2O6 (M=Mn, Co): une famille de pyroxènes multiferroïques Lei Ding1,2, Claire V. Colin1,2, Céline Darie1,2 et Pierre Bordet1,2 1 Université Grenoble Alpes, Institut NEEL, F-38000 Grenoble, France 2 CNRS, Institut NEEL, F-38000 Grenoble, France Les minéraux de structure pyroxène sont des constituants majeurs de la croûte terrestre, et font à ce titre l’objet de nombreuses recherches en minéralogie. Plus récemment, les clinopyroxènes ont attiré l’attention des physiciens après la découverte des propriétés multiferroïques du composé NaFeSi2O6 [1]. Nous avons donc entrepris l’étude des clinopyroxènes de cations magnétiques divalents, en en réalisant la synthèse, l’étude structurale par diffraction X et neutrons ainsi que la caractérisation magnéto-électrique. Jusque-là, seuls les composés à base de Ca, de formule CaM2+T2O6 étaient connus (M2+=Mn, Co, Fe, Ni, T= Si, Ge). Nous avons montré que CaMnT2O6 (T=Si, Ge) sont antiferromagnétiques, TN=12K et 15K, les chaînes d’octaèdres de Mn2+ étant elle-même AFM. Pour les autres composés de la série, les chaînes sont FM et couplées AFM. Du fait de leur groupe d’espace magnétique, ces deux composés présentent un effet magnéto-électrique linéaire [2]. Les pyroxènes étant connus pour la sensibilité de leurs propriétés aux effets stériques, nous avons entrepris l’étude des composés à base de Sr, jusque-alors quasi inconnus. Nous avons réalisé la synthèse de poudres et de monocristaux ainsi que l’étude structurale, magnétique et magnétoélectrique des composés SrMGe2O6 (M=Co, Ge) [3]. Si le composé M=Co a des propriétés très voisines de celles de son homologue à base de Ca, SrMnGe2O6, lui, présente une structure magnétique cycloïdale induisant l’existence de multiferroïcité en dessous de 4.5K (voir figure ci-dessous). Ces résultats seront détaillés durant la présentation. [1] S. Jodlauk et al., J. Phys.: Condens. Matter 19 (2007), 432201.[2] L. Ding et al., Phys. Rev. B, 93 (2016) 064423. [3] L. Ding et al., J. Mater; Chem. C, (2016), DOI: 10.1039/C6TC00149A Figure : Gauche, structure magnétique cycloïdale de SrMnGe2O6. Droite : Polarisation électrique pour différents champs magnétiques appliqués pour SrMnGe2O6.

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Mercredi 18 mai - matin - Magnétisme - Multiferroïques SPECIFICITIES OF RMn2O5 IN MULTIFERROICS MATERIALS V. Balédent1,S. Chattopadhyay1,2, W. Peng1, G. Yahia1, P. Foury1 1 Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay , 91405Orsay , France 2 CEA-INAC/SPSMS/MDN, 17 rue des Martyrs, 38054 Grenoble, France 3 Institut Néel, CNRS, 38042 Grenoble, France Multiferroic materials are intensively studied due to their unique properties: coupling different order parameters simultaneously present. Particularly interesting from its technological potential, the magnetoelectric coupling between ferroelectricity and magnetism focuses most of the attention. Beside its applicative perspective, such coupling rises fundamental questions such as its microscopic origin. In the past few years, several theoretical models have been proposed. Among them, the Dzyaloshinskii-Moriya interaction has proven to be a convincing candidate notably for the RMnO3 family. In this context the RMn2O5 materials has been found to be quite exotic. They present a strong magnetoelectric coupling that cannot be described through the Dzyaloshinskii-Moriya interaction. Although almost all members of the family observe the same properties and phase transitions, we can obtain hints of the underneath physics by studying the singularity of some of its members. Focusing on Pr,Nd,Sm and DyMn2O5, the role of the rare earth starts to shed some light on this system.

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Mercredi 18 mai - matin - Magnétisme - Multiferroïques Propri´ et´ es multiferroiques exceptionnelles de SmMn2 O5 G. Yahia1,2 , F. Damay3 , S. Chattopadhyay4 , V. Bal´ edent1 , W. Peng1 , E. Elkaim5 , M. Greenblatt6 , M . B . L e p e t i t 7 , 8 , P. Foury-Leylekian1 1 Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, Univ Paris Sud, Université Paris Saclay, Orsay, France 2 Laboratoire de Physique de la Mati` ere Condens´ ee, Tunis, Tunisie L´ eon Brillouin,CEA-CNRS, Gif-sur-Yvette, France Grenoble, France 3 Laboratoire 4 CEA-INAC/SPSMS/MDN, 5 Soleil 6 Department synchrotron, Gif-sur-Yvette, France of Chemistry and Chemical Biology, Rutgers, Piscataway, NJ 08854 USA 7 Institut 8 Institut Néel, CNRS, Grenoble, France Laue Langevin, Grenoble, France ecouverte d’un effet magn´ eto´ electrique (ME) g´ eant dans le TbMn2O5 , Depuis la d´ l’´ etude des oxydes multiferroiques ` a base de terre rare RMn2O5 s’est accentu´ ee. En effet l’existence d’un couplage dans cette famille permet d’abandonner le m´ ecanisme microscopique faisant intervenir l’interaction Dzyaloshinskii-Moriya bas´ ee sur un ordre magn´ etique non collin´ eaire. Plus encore, l’apparition d’un ordre ferro´ electrique ` a temp´ erature ambiante m` ene ` a croire qu’il ne s’agit pas non plus eseau. Nous nous concentrons sur l’´ etude du d’une simple interaction spin-r´ compos´ e SmMn2O5 ; un int´ erˆ et fondamental de ce travail est le fait que le Samarium a la limite des compos´ es multiferroiques [Tb-Lu] et celle des compos´ es non est ` ferro´ electriques [La,Pr]. L’une des difficult´ es pour ´ etudier le SmMn2O5 est que ce dernier est un grand obsorbant de neutrons tout comme le Gd, lui aussi à la fronti` ere multifferoique-non ferro´ electrique. Pour surmonter cet obstacle nous ˆ utiliser le Sm dans sa forme isotopique 154 ce qui nous a permis de avons du r´ ealiser une exp´ erience de diffraction de neutrons sur poudre. L’analyse des donn´ ees a men´ e` a la d´ etermination des trois phases magn´ etiques par lequel passe eme: 34, 28 et 6 K. La seconde phase est celle qui nous a int´ eress´ e en priorit´ e. le syst` Cette phase est commensurable et correspond au maximum de polarisation (14K). e de cette phase apparaˆ ıt sur une large gamme de temp´ erature La commensurabilit´ a 6K et se fait avec un vecteur de propagation qM =(0.5 0 0) et une de 28K ` orientation des moments magn´ etiques selon la direction c. Ce r´ esultat est extrˆ emement original du fait que les autres compos´ es de la famille RMn2O5 pr´ esentent une orientation dans le plan (a, b); nous interpr´ etons cela par un fort effet spin-orbite de la terre rare.

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Mercredi 18 mai - matin - Magnétisme 2 - Skyrmions, chiralité, nano Interaction Dzyaloshinskii-Moriya et skyrmions André Thiaville Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud, Bâtiment 510, 91405 Orsay L’interaction Dzyaloshinskii-Moriya (DMI), connue depuis presque 60 ans, fait actuellement l’objet d’un regain d’études dans les films magnétiques ultraminces (quelques plans atomiques). Cet exposé vise à expliquer pourquoi et comment. Dans une première partie les principaux mécanismes de la DMI seront rappelés. On mettra l’accent sur l’orientation du vecteur DMI et sur la différence entre DMI de volume et DMI d’interface. Des résultats de calculs DFT de la DMI seront présentés. Différentes techniques de mesure de la valeur de la DMI seront ensuite discutées. La seconde partie traitera des conséquences de la DMI sur les structures magnétiques à l’échelle mésoscopique, au-delà de l’échelle atomique : les phases spirale ou cycloïde et les skyrmions. L’approche théorique utilisée est le micromagnétisme, qui prend en compte les énergies d’échange, d’anisotropie, de champ démagnétisant et DMI, et ce dans un modèle continu pour l’orientation de l’aimantation. La théorie sera confrontée aux observations par microscopie. Pour finir, les propriétés particulières des skyrmions (dynamique sous différentes excitations) et leur éventuelle application au stockage de l’information seront présentées.

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Mercredi 18 mai - matin - Magnétisme 2 - Skyrmions, chiralité, nano Fluctuations de spin dans l'aimant chiral MnGe Isabelle Mirebeau , Nicolas Martin1, Maxime Deutsch2, Pierre Bonville3,Fabrice Bert4, Daniel Andreica5, Alex Amato6, Anatoli Tsvyashchenko7, Ulrich Roessler8 1 Laboratoire Léon Brillouin, Univ. Paris-Saclay, CEA-Saclay, France 2 CRM2, Université de Lorraine, Vandoeuvre les Nancy, France 3 SPEC, Universite Paris Saclay, CEA-Saclay, France 4 Laboratoire de Physique du Solide, Université Paris Saclay, Orsay France 5 Faculty of Physics , Babes –Bolyai University, Cluj-Napoca, Roumanie 6 Laboratory for Muon spin spectroscopy, PSI, Villingen, Suisse 7 High Pressure Institute, Troitsk, Moscow, Russie 8 Leibnitz Institute for Solid state and Material research, Dresden, Germany MnGe est unaimant chiral de groupe d’espace non centrosymmétrique, dont le composé emblématique est MnSi. Ces composés au magnétisme itinérant présentent des hélices à longues périodes pouvant atteindre le millier d’Angströms, dont la stabilité est régie par une hiérarchie d’interactions. Au voisinage de la transition hélimagnétique et sous champ magnétique appliqué, ces hélices peuvent se combiner pour former des « skyrmions », vortex magnétiqueslargementétudiés pour leurs applications à l’électronique de spin et au stockage des données [1]. Dans MnGe, la structure cristalline synthétisée sous haute pression et haute température est métastable. Les hélices ont une période très courte, un fort moment ordonné. L’effet Hall topologique géant de MnGe est intéressant mais mal compris, ainsi que nombre de ses propriétés magnétiques [2,3]. Nous avons étudié les fluctuations de spin dans MnGeen combinant plusieurs sondes, comme la susceptibilité, l’effet Mössbauer, les neutrons, et la résonance de muons [4,5}. Nous observons des fluctuations chirales inhomogènes, sur une très grande gamme de temps caractéristiques et de températures.Nous discutons l’origine de ces fluctuations, compte tenu de la structure de bande originale de MnGe. [1] A Fert et al Nature Nano 8, 152, (2013); N. Nagaosa and Y. Tokura Nature Nanno, 8, 899 (2013) [2]N. Kanazawa et al PRL 106, 156603, (2013) [ 3] R. Viennois et al EPL 111,17008, (2015) [4]M. Deutsch et al Phys. Rev. B RC 89, 89, 180407, (2014); Phys. Rev. B 90, 14401, (2014) [5] N. Martin et al arxiv1602.01756 1

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Mercredi 18 mai - matin - Magnétisme 2 - Skyrmions, chiralité, nano Symmetry of the Fermi Surface and Evolution of the Electronic Structure Across the ParamagneticHelimagnetic Transition in MnSi/Si(111) Alessandro Nicolaou*1, Matteo Gatti1,2,3, Elena Magnano4, Patrick Le Fèvre1, Federica Bondino4, François Bertrand1, Antonio Tejeda1, Michèle Sauvage-Simkin1, Alina Vlad1, Yves Garreau1,5, Alessandro Coati1, Nicolas Guérin6, Fulvio Parmigiani7,8,9, Amina Taleb-Ibrahimi1 1 2 Synchrotron SOLEIL, L’Orme des Merisiers, Saint-Aubin, BP 48, 91192 Gif-sur-Yvette,FR Laboratoire des Solides Irradiés, École Polytech., CNRS-CEA/DSM, 91128 Palaiseau, FR 3 European Theoretical Spectroscopy Facility (ETSF) 4 CNR-IOM, Laboratorio TASC, S.S. 14 Km 163.5, 34149 Basovizza, Trieste, IT 5 MPQ, Université Denis Diderot Paris VII, Bât. Condorcet, 75205 Paris Cedex 13, FR 6 Department of Chemistry and Biochemistry, Univ. of Bern, Freiestrasse 3, 3012 Bern, CH 7 Elettra-Sincrotrone Trieste, Strada Statale 14, 34149 Basovizza, Trieste, IT 8 Università degli Studi di Trieste, Via A. Valerio 2, 34127 Trieste, IT 9 International Faculty - University of Cologne, DE Among the family of transition metal monosilicides (MnSi, FeSi, CoSi), MnSi is a paradigmatic case for its exotic magnetic properties not accounted for by standard models of magnetism [1, 2]. At TC ∼ 40 K it shows a phase transition from a paramagnetic metal state to a helimagnetic order. The effective magnetic moment µeff of 2.27µB/Mn drops to µsat = 0.4µB/Mn in the saturated ferromagnetic phase, a value which is significantly smaller than the one of 1µB/Mn predicted by local-density approximation (LDA) calculations [3]. Moreover, signatures of strong correlations are suggested by Haas-van Alphen experiments and by the non-Drude behavior of the optical conductibility [4,5]. By performing angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) on high quality epitaxial MnSi/Si(111) crystals, we have disclosed the nesting properties of the Fermi surface (FS), not accounted for by the state-of-the-art band structure calculations, and the evolution of the electronic structure through the magnetic transition. This latter reveals the persistence of d-bands splitting in the paramagnetic phase and the appearance of sharp quasiparticles only below TC [6]. Henceforth, we propose here that the nesting properties of the MnSi Fermi surface, by affecting the quasiparticles lifetime through the development of strong magnetic fluctuations, govern the magnetic interactions in this compound. REFERENCES 1. N. Manyala et al. Nature 404, 581 (2000). 2. N. Manyala et al. Nature 454, 976 (2008). 3. S. Mühlbauer et al. Science 323, 915 (2009) 4. L. Taillefer et al. J. Magn. Magn. Mater. 54-57, 957 (1986). 5 F. P. Mena et al. Phys. Rev. B 67, 241101 (2003). 6 A. Nicolaou et al. Phys. Rev B 92, 081110(R) (2015)

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Mercredi 18 mai - matin - Magnétisme 2 - Skyrmions, chiralité, nano Dynamique non lin´ eaire haute fr´ equence d’une paroi de domaine pi´ eg´ ee dans un nanofil Adrien Pivano, Voicu O. Dolocan IM2NP CNRS, Avenue Escadrille Normandie Niemen, 13397 Marseille, France La dynamique non lin´ eaire a ` haute fr´ equence d’une paroi de domaine transverse dans des nanofils planaires avec centres de pi´ egeage en permalloy et nickel est ´ etudi´ ee num´ eriquement [1]. Le diagramme de phase fr´ equenceamplitude montre un comportement dynamique riche et vari´ e selon les param` etres du mat´ eriaux, le type et la forme des centres de pi´ egeage. Nous trouvons que des protusions rectangulaires cr´ eent un double puits de potentiel de type Duffing qui conduit ` a une petite r´ egion chaotique dans le cas du nickel et une large zone d’instabilit´ es pour le permalloy. A contrario, des constrictions rectangulaires cr´ eent un potentiel exponentiel qui m` ene ` a de larges ensembles chaotiques contenant des fenˆ etres p´ eriodiques dans le cas du permalloy et du nickel. L’influence de la temp´ erature se manifeste par un ´ elargissement des zones chaotiques et facilite le passage entre les sites de pi´ egeage via une r´ eduction du champs de d´ epi´ egeage a ` plus basse fr´ equences dans le cas des nanofils avec contrictions. [1] A. Pivano, V. O. Dolocan, Chaotic dynamics of magnetic domain walls in nanowires, Phys. Rev. B. Accepted (2016)

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Mercredi 18 mai - après-midi - Matériaux émergents 1 Quelques exemples d'oxydes et de sulfures de métaux de transition : de la cristallochimie aux propriétés thermoélectriques et multiferroïques Antoine Maignan, Ramzy Daou, Franck Gascoin, Emmanuel Guilmeau, David Berthebaud, Sylvie Hébert, Raymond Frésard et Christine Martin Laboratoire CRISMAT, UMR 6508 CNRS ENSICAEN 6 bd du Maréchal Juin - 14050 Caen - France - antoine.maignan@ensicaen.fr Les matériaux multifonctionnels - tels que les multiferroïques - et les matériaux pour l’énergie – tels que les thermoélectriques – font partie des matériaux les plus étudiés au laboratoire. Par exemple, les oxydes à structure delafossite offrent un panel très vaste de propriétés allant de métaux bidimensionnels pour PdCoO2 et PdCrO2 [1,2], semiconducteurs dégénérés pour les thermoélectriques CuCr1+xMgxO2 [3] et CuRh1-xMgxO2 [4], isolants antiferromagnétiques non colinéaires et ferroélectriques pour CuCrO2 et CuFe1-xRhxO2 [5,6]. En passant des oxydes aux sulfures puis séléniures, le degré de covalence augmente : ത m) est un multiferroïque [7], alors que AgCrSe2 (SG R3m) est un AgCrO2 (SG R͵ ത m) thermoélectrique polaire à 300K dont la conductivité thermique très faible à haute T (SG R͵ est expliquée par un « liquide de phonons » [8,9] ; entre les deux, AgCrS2 (SG R3m), est un composé polaire à structure magnétique colinéaire qui présente une polarisation électrique pour T

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Mardi 18 mai - après-midi - Matériaux émergents 1 Propriétés des phases Ruddlesden-Popper à base de Chrome synthétisées sous Haute Pression et Haute Température J. Jeanneau1*, P. Toulemonde1, A. Sulpice1, G. Remenyi1, C. Colin1,2, V. Nassif1,2, E. Suard2, J.P. Itié3, M. Núñez-Regueiro1 1 Université de Grenoble Alpes and CNRS, Inst. NEEL, F-38042 Grenoble, France 2 ILL, 71 Avenue des Martyrs, 38000 Grenoble, France 3 Synchrotron SOLEIL, L'orme des Merisiers, 91192 Gif sur Yvette Cedex, France. Après 25 ans de recherche sur les composés supraconducteurs à base de cuivre (cuprates), la découverte de la supraconductivité dans un composé à base de fer (pnictides) en 2008 a stimulé la recherche de nouveaux composés à haute Tc. Parmi les potentiels candidats, les antiferromagnétiques (AFM) possédant une haute TNéel, un moment magnétique modéré, et une structure cristallographique en couches (composés 2D) sont particulièrement intéressants. (a) (b) Figure 1 (a) Structure cristallographiques des phases de Ruddlesden-Popper Srn+1CrnO3n+1 (b) Paramètres de maille de la phase Sr3Cr2O7 en fonction de la température (d’après XRD et NPD). Nous avons aussi réussi à synthétiser à HP-HT (environ 6 GPa et 1100°C) les oxydes Sr214 et Sr327 dans nos propres presses “grand volume” de l’Institut Néel et obtenu des échantillons de meilleure pureté, quasiment monophasiques. Grace à une étude de diffraction de neutrons sur poudre effectuée à l’ILL, nous avons déterminé pour la première fois la structure magnétique de la phase Sr327, confirmant l’instauration à longue portée d’un ordre AFM selon l’axe c, aussi calculé théoriquement via des calculs de DFT (Wien2K) [4]. De plus, nous avons mis en évidence un fort couplage magnéto- Dans cette optique de recherche, nous avons étudié les phases de la famille Ruddlesden-Popper Srn+1CrnO3n+1 (Figure1a) et plus particulièrement les phases n=1 (Sr2CrO4) et n=2 (Sr3Cr2O7). Ces chromates, où l’ion CrIV+ se place en environnement octaédrique, ne peuvent se former que sous haute pression et haute température (HPHT). En 1972 J.A. Kafalas and J.M. Longo ont synthétisé avec succès sous HP-HT les phases Sr2CrO4 (Sr214) and Sr3Cr2O7 (Sr327) [1] ainsi que, plus récemment, Baikie et al. et E. Castillo-Martinez & M.A. Alario-Franco [2,3]. Ces derniers ont montré l’instauration d’un ordre AFM dans la phase Sr327 à la température de TNéel=221K.

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