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Séminaire général du Département de physique

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Nanomagnétisme : de la nanoparticule à la molécules
Wolfgang Wernsdorfer (CNRS)

19 janvier 2006

L’intérêt pour la frontière entre physique classique et quantique n’a cessé de croître avec le développement rapide des nanosciences, alimenté par la miniaturisation des systèmes physiques. Il est ainsi devenu essentiel de comprendre le lien entre les propriétés classiques à l’échelle macroscopique et les lois quantiques à l’échelle microscopique. Cette exigence est particulièrement importante en nanomagnétisme où de nombreuses applications nécessitent des nanoparticules magnétiques monodisperses.
On peut citer comme exemple les aimants monomoléculaires, qui sont des molécules individuelles se comportant comme des particules magnétiques monodomaines. En dessous de leur température de blocage, ces molécules possèdent un cycle d’hystérésis de l’aimantation, propriété classique d’un aimant, tout en présentant des propriétés quantiques.
En mesurant la probabilité de retournement en fonction de la température et d’un champ appliqué perpendiculairement à l’axe facile, nous avons ainsi pu mettre en évidence un effet tunnel entre les niveaux d’énergie fondamentale, et l’existence de ce qui est appelé dans un modèle semi-classique "la phase quantique du spin" ou "phase de Berry" associée au spin magnétique. Cet effet tunnel de l’aimantation peut s’avérer un atout pour certaines applications de ces aimants moléculaires, telles que le calcul quantique et la réalisation de superposition d’états, mais présente également des inconvénients (pour le stockage de l’information, par exemple).
Ce séminaire sera l’occasion de passer en revue les avancées récentes dans ce domaine de recherche.

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Wolfgang Wernsdorfer Wolfgang Wernsdorfer (CNRS)
Laboratoire Louis Néel, CNRS, Grenoble