DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0384

La miniaturisation et l’intégration de plus en plus poussée de l’électronique actuelle conduisent à une augmentation des problèmes de dissipation thermique. Une des solutions envisagées est l’utilisation de matériaux capables de conduire la chaleur vers un puits thermique, rapidement, et de façon unidirectionnelle, pour plus d’efficacité.

Dans ce contexte, l’utilisation de matériaux magnétiques de basse dimensionnalité se révèle une approche intéressante. Le transport de la chaleur par les excitations magnétiques, prédit dès 1936, a été mis en évidence dans les années 70 dans un grenat yttrium-fer ferrimagnétique (YIG). Dans ce cas, dans la phase magnétique ordonnée à basse température (T < 10K), la contribution magnétique au transport thermique est due aux ondes de spins classiques (ou magnons). La première signature d’un transport thermique magnétique à haute température (T > 50K) a été observée pour la première fois dans un composé quantique de basse dimensionnalité, KCuF3, dès 1975. Mais ce sont les composés Heisenberg antiferromagnétiques à une dimension (1D) et la découverte d’une conductivité thermique magnétique géante dans l’échelle de spins quantiques Sr14Cu24O41, qui ont vraiment déclenché le renouveau des recherches dans les systèmes magnétiques de basse dimensionnalité.

Dans ce contexte, ce projet de thèse s'intéresse en particulier aux oxydes de cuivre (ou cuprates) de la forme SrCuO2, Sr2CuO3, CaCuO2 et Ca2CuO3. Le but de ce projet est vde mieux comprendre les mécanismes qui gouvernent le transport thermique. Le projet comporte, en plus de la synthèse des échantillons, une série de caractérisation et d'analyse de la conductivité thermique ainsi que du spectre des excitations (réseau et magnétiques) par diffusion de neutrons.