Les multiferroïques sont des matériaux qui présentent la rare propriété de posséder simultanément un ordre ferroélectrique et un ordre magnétique qui interagissent. Une telle interaction est un enjeu considérable dans l’électronique de spin ou le stockage de l’information car elle offre l’opportunité de contrôler les spins via un champ électrique et la polarisation via un champ magnétique. Certains multiferroïques présentent même une ferroélectricité induite par la structure de spin. Cette filiation des ordres donne naissance à des excitations hybrides, mi-ondes de spin, mi-vibration polaire. On parle alors d’électromagnons : excitation de l’onde de spin (magnon) possédant un dipôle électrique (provenant d’un phonon polaire).
L’équipe SQUAP du Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques avait mis en évidence par diffusion inélastique de la lumière (effet Raman) l’existence de cette onde de spin polaire dans le multiférroique TbMnO3. Aujourd’hui, l’équipe SQUAP est parvenue à déshabiller cette excitation. En appliquant un champ magnétique de 8 Tesla le long d’un axe particulier du composé, il est possible de faire transiter TbMnO3 d’un état ferroélectrique à un état paraélectrique tout en préservant la structure de spin. Ce champ magnétique permet ainsi de déshabiller l’électromagnon en lui retirant son dipôle électrique. Mis en nue, l’excitation hybride se comporte alors comme une excitation magnétique ordinaire. Un tel effeuillage permet de dévoiler les composantes élémentaires à l’origine des électromagnons.
Figure :
Schéma d’un électromagnon avant et après effeuillage.
Contact :
Maximilien Cazayous.
maximilien.cazayous@univ-paris-diderot.fr
Référence :
Magnetic field induced dehybridization of the electromagnons in multiferroic TbMnO3.
P. Rovillain, M. Cazayous, Y. Gallais, A. Sacuto, M-A. Measson, H. Sakata and M. Mochizuki , Phys. Rev. Lett. 107, 027202 (2011).