Nouvelles frontières dans les matériaux quantiques - NFMQ

Les objectifs de l'équipe "NFMQ", au travers de l'activité de ses groupes de recherche, sont de comprendre les propriétés électroniques et magnétiques de matériaux aux propriétés remarquables ou non conventionnelles, où les effets quantiques jouent un rôle majeur. Parmi ces systèmes, on trouve :

  • les nouveaux matériaux supraconducteurs,
  • les matériaux fonctionnels, tels que les multiferroïques,
  • les matériaux géométriquement frustrés,
  • les systèmes chiraux frustrés (dont les phases de Skyrmions),
  • les systèmes d’électrons f à interactions multipolaires,
  • les systèmes magnétiques moléculaires et nanométriques.

Ces recherches fondamentales peuvent être le terreau de futures applications dans les domaines du stockage et transport de l’énergie, de stockage et lecture de l’information, la production de champs magnétiques intenses et dispositifs de lévitation, l’élaboration de nouveaux types de capteurs (photosensibles, thermosensibles, magnétosensibles, etc.) et dispositifs médicaux (IRM, hyperthermie magnétique).

L'équipe "NFMQ" se positionne dans ce contexte et se propose d’utiliser les techniques de diffusion des neutrons pour participer à l’effort de recherche, fondamentale comme plus appliquée, dans ces domaines. Il s’articule autour de 4 groupes de recherche, "Magnétisme multi-échelle", "Magnétisme quantique", "Systèmes d’électrons fortement corrélés", et "Matériaux fonctionnels".

Voir la page : Thématiques NFMQ : magnétisme, transitions de phase - Etudes par diffusion de neutrons

 

Autres pages décrivants les thèmatiques de recherche :

 

 

The objectives of the "NFMQ" team are to understand the electronic and magnetic properties of materials with remarkable or unconventional properties, where quantum effects play a major role. Among these systems are

  • new superconducting materials,
  • functional materials, such as multiferroic materials,
  • geometrically frustrated materials,
  • frustrated chiral systems (including Skyrmions phases),
  • multipole interaction electron systems,
  • molecular and nanometric magnetic systems.

This fundamental research can be the breeding ground for future applications in the fields of energy storage and transport, storage and reading of information, the production of intense magnetic fields and levitation devices, the development of new types of sensors. (photosensitive, thermosensitive, magnetosensitive, etc.) and medical devices (MRI, magnetic hyperthermia).

 
#3084 - Màj : 08/07/2020
Thèmes de recherche

Unconventional superconductivity: neutron spectroscopy and theory

In the last two decades, new superconducting (SC) compounds, exhibiting surprisingly high critical temperatures (Tc), have been discovered. In contrast to conventional superconductors, the SC order parameter is not isotropic, neither in cuprates nor in Fe-based systems. This ignited a search for new SC pairing mechanisms based on the existence of rather strong electronic interactions.

Unconventional superconductivity: neutron spectroscopy and theory
Physique de la matière condensée, étude par l’interaction rayonnement matière

Physique de la matière condensée, étude par l’interaction rayonnement matière

Les grandes installations de l’IRAMIS, telles que les spectromètres de diffusion, de diffraction et les stations d’imagerie de neutrons du LLB ou l’accélérateur SIRIUS du LSI, sont particulièrement adaptées à l’étude des propriétés physiques de la matière condensée.

Domaines Techniques
Les neutrons permettent de sonder la matière et leur sensibilité aux éléments légers et au magnétisme en font une sonde unique et originale. A l'IRAMIS , l’utilisation de la spectrométrie neutronique dans divers domaines de la recherche fondamentale et appliquée est développée au Laboratoire mixte CEA-CNRS Léon Brillouin à Saclay.

Activités instrumentales nationales et internationales du LLB - National and internatonial instrumental activities at the LLB

Les appareils d'Orphée; Orphée neutrons spectrometers

Neutrons
Neutrons
Neutron diffusion make possible to probe the matter and its sensitivity to the light elements and to magnetism make it a single and original probe. Within IRAMIS, neutron spectrometry is used in various fields in fundamental and applied research and is developed around the CEA-CNRS Laboratory Leon Brillouin (LLB) around the Orphée reactor in Saclay. Neutrons are mainly intended for the study of condensed matter.

Activités instrumentales nationales et internationales du LLB - National and internatonial instrumental activities at the LLB

Les appareils d'Orphée; Orphée neutrons spectrometers

Voir aussi
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Grand Prix CEA-Innovation 2020 de l'Académie des Sciences décerné à Philippe Bourges du LLB : Le Grand Prix CEA-Innovation* 2020 de l'Académie des Sciences est attribué à Philippe Bourges, Directeur de recherche à l'UMR LLB CEA-CNRS, pour ses recherches sur les matériaux quantiques. Philippe Bourges est expert en physique de la matière condensée. Ses recherches ont principalement porté sur l'étude des matériaux supraconducteurs à haute température.
Faits marquants scientifiques
06 novembre 2020
La thermoélasticité décrit la variation des propriétés élastiques d'un corps solide en fonction de sa température. Pour un fluide incompressible, les coefficients thermoélastiques, dilatation isobare et compressibilité isotherme, sont en pratique nuls.
20 octobre 2020
K. Beauvois, V. Simonet, S. Petit, J. Robert, F. Bourdarot, M. Gospodinov, A.A. Mukhin, R. Ballou, V. Skumryev, and E. Ressouche The research field of magnetic frustration is dominated by triangle-based lattices but exotic phenomena can also be observed in pentagonal networks. A peculiar noncollinear magnetic order is indeed known to be stabilized in Bi2Fe4O9 materializing a Cairo pentagonal lattice.
11 août 2020
Eni Kume, Patrick Baroni and Laurence Noirez Thermo-elasticity couples the deformation of an elastic (solid) body to its temperature and viceversa. It is a solid-like property. Highlighting such property in liquids is a paradigm shift: it requires long-range collective interactions that are not considered in current liquid descriptions. The present microthermal studies provide evidence for such solid-like correlations.
21 juillet 2020
Premakumar Yanda, I. V. Golosovsky, I. Mirebeau, N. V. Ter-Oganessian, Juan Rodríguez-Carvajal and A. Sundaresan In most of the spin-induced multiferroics, the ferroelectricity is caused by inversion symmetry breaking by complex spin structures of the transition-metal ions. Here, we report the importance of interplay of 4 f -3d magnetic interactions in inducing ferroelectricity in the centrosymmetric (Pnma) green phase compound Gd2BaCuO5.
15 avril 2020
La recherche de nouveaux états de la matière, allant au-delà de la description classique "à la Landau" suscite un très fort engouement en physique.
17 mars 2020
A. C. Ferreira, S. Paofai, A. Létoublon, J. Ollivier, S. Raymond, B. Hehlen, B. Rufflé, S. Cordier, C. Katan, J. Even & P. Bourges   Hybrid organolead perovskites (HOP) have started to establish themselves in the field of photovoltaics, mainly due to their great optoelectronic properties and steadily improving solar cell efficiency. Study of the lattice dynamics is key in understanding the electron-phonon interactions at play, responsible for such properties.
14 janvier 2020
N. Martin, M. Deutsch, T. C. Hansen, M. T. Fernandez-Diaz, L. N. Fomicheva, A. V. Tsvyashchenko, and I. Mirebeau In the MnGe chiral magnet, the helimagnetic order and local moment collapse in two steps, showing the succession of high spin (HS) and low spin (LS) states as pressure increases. Here, we use high-pressure neutron diffraction to study the doped compounds Mn0.86Co0.14Ge and Mn0.9Rh0.1Ge, and show that the evolution of their microscopic magnetic properties is instead continuous.
21 décembre 2019
M. Ruminy, S. Guitteny, J. Robert, L.-P. Regnault, M. Boehm, P. Steffens, H. Mutka, J. Ollivier, U. Stuhr, J. S. White, B. Roessli, L. Bovo, C. Decorse, M. K. Haas, R. J. Cava, I. Mirebeau, M. Kenzelmann, S. Petit, and T. Fennell Tb2Ti2O7 presents an ongoing conundrum in the study of rare-earth pyrochlores.
25 novembre 2019
A. S. Sukhanov, Praveen Vir, A. S. Cameron, H. C. Wu, N. Martin, S. Mühlbauer, A. Heinemann, H. D. Yang, C. Felser, and D. S. Inosov The cubic chiral helimagnets with the P213 space group represent a group of compounds in which the stable skyrmion-lattice state is experimentally observed. The key parameter that controls the energy landscape of such systems and determines the emergence of a topologically nontrivial magnetic structure is the Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI).
23 octobre 2019
N. Martin, I. Mirebeau, C. Franz, G. Chaboussant, L. N. Fomicheva, and A. V. Tsvyashchenko We study the helimagnetic ground state of the MnGe cubic alloy using small-angle neutron scattering and a high-resolution method, the so-called MIEZE spectroscopy. Upon cooling below the Néel temperature TN = 170(5) K, we observe the proliferation of long-wavelength gapless spin fluctuations, concomitant with a continuous evolution of the helical correlation length.
25 septembre 2019
La physique de la matière condensée repose sur quelques concepts fondateurs, comme le paradigme de Néel (avec sa description des ordres magnétiques classiques), la théorie des liquides de Fermi (avec le concept de quasi-particule), et la théorie de Landau des transitions de phases (mettant en exergue le concept de brisure spontanée de symétrie).
25 janvier 2019
M. Deutsch, W. Peng, P. Foury-Leylekian, V. Balédent, S. Chattopadhyay, M. T. Fernandez-Diaz, T. C. Hansen, A. Forget, D. Colson, M. Greenblatt, M.-B. Lepetit, S. Petit, and I. Mirebeau The magnetic structure of TbMn2O5 and DyMn2O5 multiferroics has been studied by high-pressure neutron diffraction in a large pressure range up to 6.6 GPa.
24 septembre 2018
Fengjiao Qian, Lars J. Bannenberg, Heribert Wilhelm, Grégory Chaboussant, Lisa M. Debeer-Schmitt, Marcus P. Schmidt, Aisha Aqeel, Thomas T. M. Palstra, Ekkes Brück, Anton J. E. Lefering, Catherine Pappas, Maxim Mostovoy, Andrey O.
08 septembre 2018
Lien avec leurs propriétés photovoltaïques et maitrise de la séparation e--trou
Les cellules solaires à base de pérovskites présentent de fort rendement car elles permettent d'élargir la fraction du spectre solaire qui peut être converti en électricité. Ces performances sont directement liées à leur structure cristalline bien particulière, dont les propriétés de vibrations ont été étudiées par diffusion de neutrons.
29 août 2018
I. Mirebeau, N. Martin, M. Deutsch, L. J. Bannenberg, C. Pappas, G. Chaboussant, R. Cubitt, C. Decorse, and A. O. Leonov Reentrant spin glasses are frustrated disordered ferromagnets developing vortexlike textures under an applied magnetic field. Our study of a Ni0.81Mn0.19Ni0.81Mn0.19 single crystal by small angle neutron scattering clarifies their internal structure and shows that these textures are randomly distributed.
28 mai 2018
Béatrice Gillon, Albert Hammerschmied, Arsen Gukasov, Alain Cousson, Thomas Cauchy, Eliseo Ruiz, John A. Schlueter, Jamie L. Manson We report neutron‐diffraction investigations of the quasi‐2D MnII(dca)2(pym)(H2O) (pym = N2C4H4) compound, where high‐spin MnII ions are bridged by dicyanamide anions, [N(CN)2]– (herein abbreviated dca). Inside the layers, Mn2+ ions are connected by single or double dca bridges.
17 novembre 2017
A. K. Nayak, V. Kumar, T. Ma, P. Werner, E. Pippel, R. Sahoo, F. Damay, U. K. Rößler, C. Felser and S. S. P. Parkin,  Nature 548, 561–566. Magnetic skyrmions are topologically stable, vortex-like objects surrounded by chiral boundaries that separate a region of reversed magnetization from the surrounding magnetized material.
29 septembre 2015
Après 30 années d'efforts de recherche, l'origine de la supraconductivité à haute température reste un des grands défis d'aujourd'hui en physique du solide. Les supraconducteurs à haute température sont plutôt de mauvais conducteurs électriques à la température ambiante.
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Thèses
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Dernière mise à jour : 30-11-2020


 

Stages
Images
Diffractomètres poudre (3T2, G41 et G61)
Diffractomètres pour systèmes désordonnés
Les 3 axes
H‐Mediated Magnetic Interactions between Layers in a 2D MnII–Dicyanamide Polymer: Neutron Diffraction, DFT, and Quantum Monte Carlo Calculations
Diffractomètres matériaux (6T1 et Diane)
Multiferroic materials
Multiferroic materials
Geometrical frustration in the pyrochlore lattice: spin liquids and spin ices
Geometrical frustration in the pyrochlore lattice: spin liquids and spin ices
Observation of a magnetic \
Strong correlation in CMR manganites
Strong correlation in CMR manganites
Unconventional superconductivity: neutron spectroscopy and theory
Novel electronic and magnetic properties in 4f-electron systems
Molecular magnetism and photomagnetism
Molecular magnetism and photomagnetism
Magnetic antiskyrmions above room temperature in tetragonal Heusler materials
Un faisceau de neutrons polarisés pour détecter les boucles de courant nanométriques dans un supraconducteur
Un faisceau de neutrons polarisés pour détecter les boucles de courant nanométriques dans un supraconducteur
Neutron Spin Precession Spectroscopy
Neutron Spin Precession Spectroscopy
                                    DREAM (Diffraction Resolved by Energy and Angle Measurements)
Spin textures induced by quenched disorder in a reentrant spin glass: Vortices versus “frustrated” skyrmions
Étude par diffusion de neutrons des propriétés élastiques des pérovskites hybrides halogénées
Étude par diffusion de neutrons des propriétés élastiques des pérovskites hybrides halogénées
New magnetic phase of the chiral skyrmion material Cu2OSeO3
Pressure-induced commensurate order in TbMn2O5 and DyMn2O5: Influence of rare-earth anisotropy and 3d-4 f exchange
Nouvelles frontières dans les matériaux quantiques - NFMQ
Neutrons
Neutrons
Neutrons et froid quantique
Partial ordering and phase elasticity in the MnGe short-period helimagnet
Increasing skyrmion stability in Cu2OSeO3 by chemical substitution
Magnetoelastic excitation spectrum in the rare-earth pyrochlore Tb2Ti2O7
Suppression of the bulk high spin–low spin transition by doping the chiral magnet MnGe
Direct evidence of weakly dispersed and strongly anharmonic optical phonons in hybrid perovskites
Une glace quantique d’octupoles magnétiques électroniques
Interplay of 4 f-3d interactions and spin-induced ferroelectricity in the green phase Gd2BaCuO5
Strain‑induced violation of temperature uniformity in mesoscale liquids
Dimer Physics in the Frustrated Cairo Pentagonal Antiferromagnet Bi2Fe4O9
Observation expérimentale d\'un effet thermoélastique dans un liquide

 

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