Magnétisme - Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques

Magnétisme
Yann Gallais
Matériaux et Phénomènes Quantiques, Université Paris Diderot

Cours de Magnétisme 2013/1014
Organisation
• 6 Cours de 2h environ
• 3 DM à rendre les séances 2, 4 et 6
• 4 séances TD/DM: semaines 3, 4, 5 et 6 après le cours
Evaluation
• 30% DM
• 40% examen
• 30% oral
Yann Gallais
Matériaux et Phénomènes Quantiques, Université Paris Diderot
Site web: www.mpq.univ-paris-diderot.fr/spip.php?rubrique260
(slides du cours, énoncés TD et bibliographie)

Magnétisme en matière condensée
Le magnétisme est la science des effets coopératifs et collectifs des moments
magnétiques dans la matière condensée
• Le magnétisme est un phénomène purement quantique: un exemple unique de
phénomène collectifs quantique à l’échelle macroscopique (comme la
supraconductivité)
• Rôle clé dans l’établissement de la théorie des transitions de phase et du concept
de symétrie brisée (Ising…)
• Illustration d’un phénomène émergent dus aux interactions: «!more is different!»
T>TN T<TN
P. W. Anderson. Science, New Series, Vol. 177, No. 4047. (Aug. 4, 1972), pp. 393-396.

Magnétisme et supraconductivité
• traditionnellement: 2 états quantiques électroniques incompatibles
• 1987: découverte des supraconducteurs à haute température critique
• Deux ordres quantiques liés aux intéractions électroniques
• Magnétisme: origine de la supraconductivité à haute température?
pnictures: FeAs
cuprates: CuO2

Plan du cours
 Magnétisme sans interaction (1.5 séances)
 Magnétisme atomique
 Moments magnétiques localisés
 Magnétisme localisé en interaction (2 séances)
 Interactions d’échange
 Modèle de champ moyen du ferromagnétisme
 Hystérésis et transitions méta-magnétiques
 Au delà du champ moyen (1.5 séances)
 Hamiltonien d’Heisenberg: du classique au quantique
 Ondes de spin ferromagnétiques et antiferromagnétiques
 Magnétisme itinérant (1 séance)
 Instabilité magnétique de Stoner
 Phases onde de densité de spin