Service de Physique de l'Etat Condensé

Les verres de spin
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Les verres de spin sont des systèmes magnétiques dans lesquels les interactions entre les atomes sont aléatoirement de signe ferro- ou anti-ferromagnétique. En pratique, ils sont par exemple obtenus par dilution aléatoire d’ions magnétiques. La frustration des interactions contradictoires produit un grand nombre d'états métastables. La dynamique qui en résulte est "vitreuse" (c'est à dire avec des temps de réponse à toutes les échelles), et des phénomènes de "vieillissement" sont observés: les propriétés de dynamique lente dépendent du temps écoulé à partir du passage sous la tempoérature de gel. Ces propriétés de systèmes restant perpétuellement hors d'équilibre peuvent être mises en parallèle avec celles d'autres systèmes vitreux : rhéologie ou propriétés diélectriques des verres polymériques ou structuraux, des colloïdes, etc...

Les verres de spin présentent des effets très marqués de "rajeunissement et mémoire" : chaque pas de refroidissement supplémentaire semble réinitialiser le vieillissement (rajeunissement), et pourtant la mémoire de vieillissements effectués pendant différents paliers en température au cours du refroidissement est retrouvée lors du réchauffement. Ces phénomènes, bien décrits par une structure hiérarchique des états métastables en fonction de la température, doivent maintenant être compris en termes d'organisation des spins dans l'espace "réel". Nous pouvons considérer qu'au cours du vieillissement les spins réussissent progressivement à minimiser leurs énergies d'interaction sur des distances croissantes, qui définissent une "longueur de corrélation dynamique". La mémorisation de plusieurs vieillissements à différentes températures correspond ainsi au gel de structures à des échelles de longueur très différentes. La détermination directe de ces échelles de longueurs imbriquées est un défi important pour les expérimentateurs, en relation étroite avec les théoriciens de physique statistique des systèmes désordonnés. Ces travaux sont soutenus par le réseau européen :

Europe  DYGLAGEMEM (“Dynamics and statics of glasses and spin glasses: from aging to memory and equilibrium structures”).
 

 

Maj : 08/04/2005 (392)

 

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