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Proposition de thèse au Lab. de Mathématiques, Physique et Systèmes - Université de Perpignan

Sujet : Retournement de l’aimantation d’une nanoparticule individuelle sous l’effet d’un champ RF

publié le , mis à jour le

Le LAMPS offre deux bourses de thèse de 3 ans financées par l’Agence Nationale de la Recherche
(ANR), dans le cadre du projet PNANO DYSC (DYnamic of Single Clusters by Microwave Assisted
Magnetization Reversal) qui associe trois équipes de recherche Grenoble (Institut Néel), Lyon (LPMCN) et
Perpignan (LAMPS). Ces emplois peuvent débuter dés l’automne 2008.
Le but de ce projet est d’étudier le renversement de l’aimantation de nanoparticules magnétiques
individuelles sous l’effet d’un champ RF modulé en fréquence. Il a été montré dans des travaux précédents
comment un champ RF monochromatique peut, via une résonance non linéaire, réduire significativement le
champ statique nécessaire pour renverser l’aimantation de nanoparticules magnétiques individuelles, à
l’instar de ce qui se produit en physique atomique où des processus « d’échappement » similaires peuvent
être plus efficacement activés par une impulsion de champ modulée en fréquence.
Globalement, les travaux demandés comprendront l’étude théorique des effets nonlinéaires
sur la
dynamique de l’aimantation de nanoparticules magnétiques individuelles en présence d’un champ
magnétique alternatif en tenant compte des fluctuations thermiques. Le but recherché visera à établir des
algorithmes intégrant l’ensemble de ces effets pour interpréter les mesures magnétiques par la technique
du microSQUID.
Ces études se répartiront en employant deux approches complémentaires : i) Le travail du premier
doctorant consistera en l’étude dynamique des clusters magnétiques de différentes tailles, anisotropie,
forme, etc, dans l’approche multispins,
le but principal étant de comprendre le rôle des excitations
élémentaires, au niveau du spin atomique, dans le retounement de l’aimantation de la particule sous l’effet
d’un champ RF. Cela permettra aussi d’étudier l’effet de l’environnement local et, en particulier, de
l’anisotropie de surface. ii) Le travail du deuxième doctorant portera sur une étude des effets non linéaires
et thermiques sur le temps de relaxation de l’aimantation de nanoparticules dans le cadre du modèle
macroscopique. Cette approche fait appel à la technique des fractions continues matricielles. Les deux
doctorants devront ensuite étudier le passage (crossover) entre les deux régimes, macrospin
et multispins,
et établir le « diagramme de phase » correspondant. Pour cela, il sera nécessaire de comparer les résultats
obtenus par chacun des doctorants pour pouvoir déterminer et estimer un certain nombre de paramètres
physiques pertinents, en particulier, ceux de la zone de transition.
Les candidats doivent avoir une bonne expérience en calcul analytique et numérique, macroscopique
et microscopique. Une connaissance de la physique statistique et du magnétisme sera fortement appréciée.

Contacts :

Pierre Michel Déjardin, 04 68 66 21 07, dejardip@univperp.
fr

Hamid Kachkachi, 04 68 66 20 72, hamid.kachkachi@univperp.
fr, http://lamps.univperp.fr/kachkachi

Yuri P. Kalmykov, 04 68 66 20 62, kalmykov@univperp.
fr