Spectroscopie et dynamique de spin des systèmes frustrés : des pnictides aux pyrochlores

La frustration magnétique est la propriété exhibée par certains matériaux lorsque les interactions magnétiques ne sont pas toutes minimisées : il en résulte une dégénérescence de l’état fondamental, pouvant mener à des propriétés exotiques de la matière, telles que les liquides de spin quantiques. Durant cette thèse, pour étudier ces propriétés, nous avons utilisé des méthodes de spectroscopie, notamment la diffusion des neutrons polarisés et non polarisés. La diffusion des neutrons est une sonde puissante pour observer les propriétés magnétiques. Contrairement aux rayons X, les neutrons sont porteurs d’un spin 1/2, ce qui les rend sensibles aux interactions magnétiques ; il est ainsi possible de sonder spécifiquement les structures et les excitations magnétiques, notamment via la diffusion inélastique des neutrons. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié le composé supraconducteur de fer BaFe2Se3 au moyen la diffusion inélastique des neutrons en temps de vol, et par des techniques numériques telles que les simulations Monte Carlo et les simulations d’ondes de spin. Dans la seconde partie, nous avons étudié le composé liquide de spin pyrochlore Tb2Ti2O7, à partir de la diffusion inélastique des neutrons en temps de vol et en trois axes polarisés, que nous avons couplée à des analyses de symétries et des simulations numériques, afin de reproduire les données expérimentales.