Laboratoire Léon Brillouin

UMR12 CEA-CNRS

Bât. 563 CEA Saclay

91191 Gif sur Yvette Cedex

France

llb-sec@cea.fr

Effet de taille quantique dans une chaîne antiferromagnétique finie de spins 3/2
logo_tutelle logo_tutelle 

Structure moléculaire du composé [Cr8Cd] et densité d’aimantation induite à 1.5 K sous champ magnétique (4.5 et 9 Tesla) (isosurface : ± 0.005 B/Å3, positive en gris, négative en bleu).

Les nanoaimants moléculaires forment des systèmes magnétiques discrets isolés, composés d’un nombre fini d’atomes magnétiques, qui présentent donc des effets quantiques par rapport aux systèmes classiques de dimension infinie.  Le composé moléculaire cyclique de taille nanométrique [Cr8Cd][1], synthétisé à l’Université de Manchester (UK), constitue un modèle de chaîne antiferromagnétique finie de spins 3/2 portés par les huit ions Cr3+, le cycle étant interrompu par un ion Cd2+ diamagnétique. Le couplage antiferromagnétique entre ions Cr3+ proches voisins, via les ligands organiques pontants, conduit à un état fondamental singlet de spin total Stot = 0 et à des états excités de spin entier Stot = 1, 2, ... L’application d’un fort champ magnétique à basse température selon une direction perpendiculaire au cycle provoque une levée de dégénérescence des états excités et l’apparition de niveaux de spin Stot ≠ 0 d’énergie inférieure à celle de l’état fondamental en champ nul (Stot = 0). Ainsi, l’état fondamental est un état (Stot = 1) pour un champ appliqué de 4.5 Tesla, puis un état (Stot = 2) pour 9 Tesla. La densité de spin expérimentale induite dans ces deux différents états, déterminée par diffraction de neutrons polarisés sur monocristal (D3 à l’ILL et 5C1 au LLB), met en évidence une distribution non-uniforme des moments magnétiques sur la chaîne de Cr3+, avec une accumulation de densité de spin positive aux extrémités de la chaîne.



[1] (C3H7)2NH2[Cr8CdF9(O2C5H9)18]

 

 

Maj : 24/09/2010 (1640)

 

Retour en haut