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 :
- Materials and nanosciences, fundamental studies and applications
- Strongly correlated quantum materials and magnetism
- Physique de la matière condensée, étude par l'interaction rayonnement matière
New frontiers in quantum materials - NFMQ
The objectives of the team "New frontiers in quantum materials - NFMQ" 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).
See the page : "NFMQ themes : magnetism, phase transitions - Neutron scattering studies"
Other pages describing the research topics:
#3084 - Màj : 23/08/2021
Thèmes de recherche
Thématiques NFMQ : magnétisme, transitions de phase - Etudes par diffusion de neutrons
Le magnétisme est un domaine d’intérêt majeur, car combiné à l’électronique, il a modifié en profondeur notre vie quotidienne : sous forme de capteurs, d’actionneurs, de dispositifs nomades (téléphones, tablettes, ordinateurs portables), de matériaux aux capacités de stockage accrues pour l'enregistrement magnétique de toutes nos données informatiques., etc...
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.
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.
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.
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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
15 mars 2024
Universality of q=1/2 orbital magnetism in the pseudogap phase of the high-Tc superconductor YBa2Cu3O6+x
Dalila Bounoua, Yvan Sidis, Martin Boehm, Paul Steffens, Toshinao Loew, Lin Shan Guo, Jun Qian, Xin Yao, and Philippe Bourges, Phys. Rev. B 108 (2023) 214408.
Several decades of debate have centered around the nature of the enigmatic pseudogap state in high-temperature superconducting copper oxides.
14 janvier 2024
M. Warburton, J.M. Ablett, J.-P. Rueff, P. Baroni, L. Paolasini, L. Noirez
We examine the influence at room temperature of the deposit of a water layer on the phonon dynamics of a solid. It is shown that the water wetting at the surface of an Alumina monocrystal has deep effects on acoustic phonons, propagating over several hundred µm distance and taking place on a relatively long time scale.
22 décembre 2023
V. Balédent, A. Vaunat, S. Petit, L. Nataf, S. Chattopadhyay, S. Raymond, and P. Foury-Leylekian
In this paper, we investigate the physical properties of the type-II multiferroic GdMn2O5 material by means of neutron scattering, electric polarization, and magnetization measurements. A complex (T,H) phase diagram shows up, with especially a field-induced magnetic transition around 11 T at low temperature.
08 novembre 2023
A. Sazonov, H. Thoma, R. Dutta, M. Meven, A. Gukasov, R. Fittipaldi, V. Granata, T. Masuda, B. Nafradi, and V. Hutanu
A detailed investigation of Ba2MnGe2O7 was performed in its low-temperature magnetoelectric state combining neutron diffraction with magnetization measurements on single crystals. In the paramagnetic state at 10 K, polarized neutron diffraction was applied to reveal the components of the susceptibility tensor.
21 septembre 2023
Ellen Fogh, Bastian Klemke, Manfred Reehuis, Philippe Bourges, Christof Niedermayer, Sonja Holm-Dahlin, Oksana Zaharko, Jürg Schefer, Andreas B. Kristensen, Michael K. Sørensen, Sebastian Paeckel, Kasper S. Pedersen, Rasmus E. Hansen, Alexandre Pages, Kimmie K. Moerner, Giulia Meucci, Jian-Rui Soh, Alessandro Bombardi, David Vaknin, Henrik. M. Rønnow, Olav F. Syljuåsen, Niels B.
30 juillet 2023
I. V. Golosovsky, I. A. Kibalin, A. Gukasov, A. G. Roca, A. López-Ortega, M. Estrader, M. Vasilakaki, K. N. Trohidou, T. C. Hansen, I. Puente-Orench, E. Lelièvre-Berna, J. Nogués
Heterogeneous bi-magnetic nanostructured systems have had a sustained interest during the last decades owing to their unique magnetic properties and the wide range of derived potential applications. However, elucidating the details of their magnetic properties can be rather complex.
07 juin 2023
Le LLB et le SPEC s'équipent d'un four à image pour la croissance de monocristaux par la méthode de fusion de zone flottante. Cet équipement permettra de réaliser des monocristaux orientés de taille centimétrique et de haute pureté chimique, pour l’étude des matériaux quantiques (composés supraconducteurs, multiferroïques ou multifonctionnels...
23 mai 2023
Özge Azeri, Dennis Schönfeld, Bin Dai, Uwe Keiderling, Laurence Noirez and Michael Gradzielski
Block copolymers synthesized via Atom Transfer Radical Polymerization from alkyl acrylate and t-butyl acrylate and the subsequent hydrolysis of the t-butyl acrylate to acrylic acid were systematically varied with respect to their hydrophobic part by the variation in the alkyl chain length and the degree of polymerisation in this block.
![Collective effects in ionic liquid [emim][Tf2N] and ionic paramagnetic nitrate solutions without long-range structuring](http://iramis.cea.fr/Images/astImg/3513_1.jpg)
03 janvier 2023
Eni Kume, Nicolas Martin, Peter Dunne, Patrick Baroni and Laurence Noirez
Molecules 2022, 27(22), 7829.
Mesoscopic shear elasticity has been revealed in ordinary liquids both experimentally by reinforcing the liquid/surface interfacial energy and theoretically by nonextensive models.
01 décembre 2022
Déterminer le mécanisme à l'origine de la supraconductivité à haute température critique (Tc), découverte en 1986 dans des oxydes de cuivre , reste un défi majeur en physique au XXIe siècle.
17 octobre 2022
I. Mirebeau et N. Martin, J. Appl. Cryst. (2022). 55, 1173-1183
The application is discussed of neutron methods to the study of reentrant spin glasses (RSGs), close to the transition towards a `canonical' spin glass (SG). The focus is on two emblematic systems, namely Au1−xFex and amorphous a-Fe1−xMnx. A set of experimental results is presented to highlight their peculiar static and dynamic properties.
23 septembre 2022
Wen-Gen Zheng, Victor Balédent, Claire V. Colin, Françoise Damay, Jean-Pascal Rueff, Anne Forget, Dorothée Colson and Pascale Foury-Leylekian
It has been recently observed that a superconducting phase emerges under pressure in the Fe-based spin-ladders BaFe2X3 (X = S, Se). The low dimensionality of the Fe spin-ladders, which simplifies the elaboration of theoretical models, should help to understand the mechanism of superconductivity.
11 août 2022
E. Kume and L. Noirez
We show that a confned viscous liquid emits a dynamic thermal response upon applying a low frequency (∼1 Hz) shear excitation. Hot and cold thermal waves are observed in situ at atmospheric pressure and room temperature, in a viscous liquid (polypropylene glycol) at various thicknesses ranging from 100 µm up to 340 µm, upon applying a mechanical oscillatory shear strain.
24 mai 2022
Une expérience proposée par des chercheurs de l'Université de l’Académie des sciences chinoise de Pékin en collaboration avec le CEA/Irig/D-Phy/MEM et le LLB révèle que les fluctuations du spin dans un supraconducteur à base de fer ont une direction privilégiée, ce qui suggère un mécanisme potentiel pour la supraconductivité dans ces matériaux.
27 février 2022
L'objectif visé dans la construction de la réalisation de sources compactes de neutrons à base d’accélérateurs à fort courant est de permettre de réaliser, sur ces sources, des expériences de diffusion de neutrons, avec pratiquement la même qualité que celles réalisées auprès des lignes neutrons issues de réacteurs de recherche de type Orphée*.
08 février 2022
Les aimants mono-moléculaires suscitent une attention scientifique croissante et ceci depuis trois décennies. Ils diffèrent des aimants métalliques conventionnels par le fait que l'ordre magnétique ne résulte pas d'un ordre à longue distance, mais de la capacité d'alignement de chaque molécule individuelle.
01 février 2022
Emil A. Klahn, Andreas M. Thiel, Rasmus B. Degn, Iurii Kibalin, Arsen Gukassov, Claire Wilson, Angelos B. Canaj, Mark Murrie and Jacob Overgaard
We present the magnetic anisotropy of two isostructural pentagonal-bipyramidal complexes, [Ln(H2O)5(HMPA)2]I3·2HMPA (HMPA = hexamethylphosphoramide, Ln = Dy, Ho). Using ac magnetic susceptibility measurements, we find magnetic relaxation barriers of 600 K and 270 K for the Dy- and Ho-compounds, respectively.
11 janvier 2022
Philipp Kurzhals, Geoffroy Kremer, Thomas Jaouen, Christopher W. Nicholson, Rolf Heid, Peter Nagel, John-Paul Castellan, Alexandre Ivanov, Matthias Muntwiler, Maxime Rumo, Bjoern Salzmann, Vladimir N. Strocov, Dmitry Reznik, Claude Monney & Frank Weber
Electron-phonon coupling, i.e., the scattering of lattice vibrations by electrons and vice versa, is ubiquitous in solids and can lead to emergent ground states such as superconductivity and charge-density wave order.
19 novembre 2021
Nécessaires à la réalisation de dispositifs quantiques aux propriétés originales, ou pour mettre en évidence des comportements originaux de la matière, les physiciens du solide explorent de nouveaux composés, à la recherche de matériaux aux propriétés nouvelles et spécifiquement quantiques.
28 juin 2021
Christopher D. O’Neill, Gino Abdul-Jabbar, Didier Wermeille, Philippe Bourges, Frank Krüger, and Andrew D. Huxley
Quantum order by disorder revealed
Ferromagnets are ubiquitous in everyday life, present in household items ranging from fridge-magnets on a fridge door to the sensors and motors inside, while dozens can be found in an average car.
07 juin 2021
S. Biesenkamp, D. Gorkov, D. Brüning, A. Bertin, T. Fröhlich, X. Fabrèges, A. Gukasov ,M. Meven, P. Becker, L. Bohaty, T. Lorenz and M. Braden, Phys. Rev. B 103 (2021) 134412.
The crystal and magnetic structures of multiferroic LiFe(WO4)2 were investigated by temperature and magnetic-field-dependent specific heat, susceptibility, and neutron diffraction experiments on single crystals.
17 mai 2021
Dalila Bounoua, Lucile Mangin-Thro, Jaehong Jeong, Romuald Saint-Martin, Loreynne Pinsard-Gaudart, Yvan Sidis & Philippe Bourges, Communications Physics 3, (2020) 123.
New phases with broken discrete Ising symmetries are uncovered in quantum materials with strong electronic correlations.
22 mars 2021
Laëtitia Mayen, Nicholai D. Jensen, Maximilien Desbord, Danielle Laurencin, Christel Gervais, Christian Bonhomme, Mark E. Smith, Florence Porcher, Erik Elkaim, Cédric Charvillat, Pierre Gras, Christian Rey, Jérémy Soulié and Christèle Combes, CrystEngComm, 22 (2020) 3130-3143.
α-Canaphite (CaNa2P2O7·4H2O) is a layered calcium disodium pyrophosphate tetrahydrate phase of significant geological and potential biological interest.
16 février 2021
Alessio Zaccone and Laurence Noirez, J. Phys. Chem. Lett.12 (2021) 1, 650–657.
Liquids confined to sub-millimeter scales have remained poorly understood. One of the most striking effects is the large elasticity revealed using good wetting conditions, which grows upon further decreasing the confinement length, L.
19 janvier 2021
Jaehong Jeong, Benjamin Lenz, Arsen Gukasov, Xavier Fabrèges, Andrew Sazonov, Vladimir Hutanu, Alex Louat, Dalila Bounoua, Cyril Martins, Silke Biermann, Véronique Brouet, Yvan Sidis, and Philippe Bourges, Phys. Rev. Lett. 125 (2020) 097202.
5d iridium oxides are of huge interest due to the potential for new quantum states driven by strong spin-orbit coupling.
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, Scientific Reports 10 (2020) 13340.
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.
Publications HAL
Thèses
| 1 sujet /LLB/NFMQ |
Dernière mise à jour :
Expériences virtuelles de diffusion neutronique de la modération à la détection des neutrons.
SL-DRF-24-0317
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Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2024
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Labo : https://www-llb.cea.fr/
Voir aussi : https://iramis.cea.fr/llb/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_sstechnique.php?id_ast=2755
La communauté française de diffusion neutronique propose de construire une nouvelle source de diffusion neutronique de type HiCANS, High-Current Accelerator-driven Neutron Source. Une telle source utiliserait un accélérateur de proton de basse énergie, quelques dizaines de MeV, pour produire des neutrons thermiques et froids et alimenter une suite instrumentale d’une dizaine de spectromètres. L’objectif du projet de thèse est de construire une description multi-échelle du fonctionnement d’un appareil de diffusion neutronique allant de la description des processus microscopiques de modération des neutrons et des interactions des neutrons avec la structure atomique et la dynamique des échantillons en passant par la propagation des neutrons à travers des éléments optiques avancés et la production de particules secondaires créant du bruit de fond. L’objectif final et de pouvoir réaliser des expériences de diffusion neutroniques virtuelles et de prédire de manière aussi fine que possible les performances des instruments sur la future source ICONE.
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