Collaboration avec l’Institut Néel. Projet financée en partie par l’ANR Frustrated (2013-2017)

La fabrication à la demande nano-structures magnétiques permet maintenant une comparaison inédite entre expériences et prévisions de modèles de glace de spin. Sous certaines conditions de couplage et de géométrie des effets de frustration magnétique apparaissent dans les réseaux de nano-aimants. C’est le cas pour le réseau Kagomé à aimantation planaire. La partie gauche de la figure est une mesure AFM du réseau de nano-aimants en géométrie Kagomé. La direction d’aimantation de chaque pseudo spin est déterminée en utilisant les microscopes d’ XCMD-PEEM des synchrotrons Soleil et Elettra (partie gauche de la figure ci-dessous). Les contrastes mesurés sont liés à la direction de l’aimantation des nano-aimants. Nous avons montré que l’interaction dipolaire à longue portée entre nano-aimants est un des facteurs expliquant les désaccords entre nos découvertes expérimentales et les modèles de glace de spin conventionnels. Nos résultats ont fait l’objet d’une publication dans la revue Phys. Rev. Lett.106, 057209 (2011). Dans cette thématique nous avons également étudié de façon plus théorique la propagation d’états excités appelé parfois monopoles magnétiques émergeant ( New J. Phys. 15 035026  2013). Au passage nous avons également implémenté une méthode de simulation micro-magnétique permettant de réduire les effets de pixellisation présents dans le code OOMMF largement utilisé dans la communauté (J. Phys.: Condens. Matter 25 296001 2013).

Très récemment nous avons montré pour la première fois la possibilité d’exciter thermiquement ce type de système en utilisant un alliage CoGd ayant une température du Curie proche de la température ambiante. Cette nouvelle méthode nous a permis d’étudier la formation d’un polycrystal de charges émergentes constitué de domaine d’anti phase (en orange et blanc dans la partie droite de la figure ci-dessous). Dans un article en cours de revue à Nature Scientifique Report nous proposons un modèle thermo-cinétique rendant compte de la formation du polycrystal de charges émergentes que nous avons observé expérimentalement. Il est a noté que ce modèle en capturant l’essentiel de la physique observée (distribution de taille de domaine, corrélateur spin-spin) permet d’aborder les processus de réaimantation ces systèmes sous un jour nouveau.

Dans le cadre de ce projet j’ai codirigée à 50 % la thèse de Mme Hanna Riahai (2010-2013) et mon taux de participation à l’ANR Frustrated est de 50%.