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Téléphone : 613-584-8811x43932
Télécopieur : 613-584-4040
Courriel : Zahra.Yamani@nrc-cnrc.gc.ca
Matériaux quantiques
Le programme couvre la recherche sur de nouveaux systèmes magnétiques. La diffusion neutronique est la seule technique qui permet de déterminer directement la structure interne et la dynamique des matériaux magnétiques. Le spectromètre à trois axes à faisceau polarisé (PTAS) du DUALSPEC(C5) est un instrument particulièrement puissant pour étudier les systèmes magnétiques. Il permet au chercheur de commander non seulement l'énergie et le moment du neutron, mais aussi son spin. Ce dernier est très sensible à des détails des interactions magnétiques dans les matériaux. Les neutrons à spin polarisé permettent de distinguer la diffusion magnétique des interactions nucléaires et vibrationnelles. La structure magnétique et atomique des matériaux, leurs transitions de phase et leur évolution dans le temps peuvent être étudiées sur le diffractomètre sur poudre à haute résolution C2. Les matériaux magnétiques peuvent aussi être étudiés sur tous les autres spectromètres mais cela, sans l'option de polarisation.
Le objectif principal est la compréhension des processus qui déterminent les états fondamentaux de la matière. L'interaction d'électrons fortement corrélés permet à un matériau d'évoluer vers un état qui peut être magnétiquement désordonné par des fluctuations quantiques ou par des frustrations structurelles, il peut s'agir d'un supraconducteur, ou d'une phase magnétique ordonnancée.
Les matériaux peuvent être des mono ou polycristaux métalliques ou isolants. Ils peuvent être synthétisés pour renfermer des réseaux uni ou bidirectionnels de spins magnétiques atomiques. Ils peuvent aussi être constitués de couches minces à l'échelle atomique nanostructurées, façonnées à l'aide de faisceaux moléculaires de façon à créer de nouveaux types d'ordonnancement.
De tels systèmes modèles fournissent un test direct des théories et des symétries fondamentales. Ils traitent de problèmes difficiles semblables à ceux de la physique des particules, mais les particules sont remplacées par les excitations des spins et leurs fortes interactions lorsqu'elles se déplacent sur les trajets du réseau cristallin. De cette façon, les interactions des spins dans des matériaux fournissent un microcosme de l'univers dans lequel le test à lieu. Un avantage majeur de l'étude des systèmes magnétiques est, contrairement à l'étude directe des particules fondamentales, la capacité du scientifique à modifier des conditions externes comme la température, le champ magnétique ou la pression, et à observer comment les excitations réagissent. Dans les supraconducteurs à haute température, on a recueilli la preuve péremptoire qu'un nouveau type d'appariement d'électrons est mis en oeuvre. Leur supraconduction, transport sans perte de l'électricité, est très influencée par les fluctuations magnétiques de leurs spins quantiques disposés sur un réseau carré à deux dimensions.
La diffusion neutronique est la technique de choix pour l'observation de la structure des spins et de sa dynamique dans les nouveaux supraconducteurs, dans les liquides quantiques à spin frustré et dans des matériaux magnétiques en général.
Information pertinente
Pour en savoir plus sur Matériaux quantiques:
Sur la piste des mystères de la supraconductivité [Nouvelles]
Fiche de renseignements sur le magnétisme
