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Transitions de phases quantiques dans le composé quasi-1D antiferromagnétique de type Ising BaCo2V2O8 / Quantum phase transitions in the Ising-like quasi-1D antiferromagnet BaCo2V2O8

Jeudi 29 novembre 14:00 - Duree : 2 heures
Lieu : CNRS - Amphithéâtre-bâtiment A-3ème étage - 25 rue des Martyrs, Grenoble 38054

Orateur : Soutenance de Thèse de Quentin FAURE

Transitions de phases quantiques dans le composé quasi-1D antiferromagnétique de type Ising BaCo2V2O8

Le but de cette thèse a été d’étudier différentes transitions de phase quantiques dans BaCo2V2O2, un composé quasi-1D antiferromagnétique présentant une anisotropie de type Ising . Ce système consiste en des chaînes faiblement couplées d’ions Co2+ portant un spin effectif S = 1/2. Par conséquent, BaCo2V2O2 peut être modélisé par le Hamiltonien XXZ , intensément étudié théoriquement avec ou sans champ magnétique. Différentes transitions de phase quantiques sont prédites en fonction de l’orientation du champ magnétique, c’est-à-dire si le champ est appliqué perpendiculairement (transverse) ou parallèlement (longitudinal) à l’axe Ising. Le premier cas correspond à la transition Ising en champ transverse, bien connu pour être un paradigme de transition de phase quantique. Il a été montré théoriquement que dans le second cas, le système rentre dans une phase non-gappée connue sous le nom de liquide de Tomonoga Luttinger (TLL). Les propriétés statiques et la dynamique de spin de BaCo2V2O2 pour ces deux configurations du champ ont été étudiées durant cette thèse afin de mieux comprendre ces différentes transitions de phase quantiques. Nous avons montré que BaCo2V2O2 présente une transition de phase très originale lorsqu’il est soumis à un champ transverse. De plus, nous avons exploré la dynamique de spin dans la phase de Tomonaga Luttinger, i.e. pour un champ longitudinal. Nous avons ainsi montré que cette phase est caractérisée par des fluctuations longitudinales dominantes.

Quantum phase transitions in the Ising-like quasi-1D antiferromagnet BaCo2V2O8

The aim of this thesis was to study various quantum phase transitions in BaCo2V2O8, a quasi-one dimensional antiferromagnet which presents an Ising-like magnetic anisotropy. This system consists of weakly coupled chains of magnetic ions Co2+ carrying an effective spin S = 1/2. Therefore BaCo2V2O8 can be mapped onto the XXZ model, largely studied theoretically with and without a magnetic field. Different quantum phase transitions are predicted depending on the orientations of the magnetic field, i.e. whether the field is applied perpendicularly (transverse) or parallel (longitudinal) to the Ising z-axis. The former case, namely the Ising-chain in a transverse field, is well known to be a paradigm of quantum phase transition while in the latter case, it has been theoretically predicted that the system enters in a gapless phase known as the Tomonoga Luttinger Liquid (TLL) phase. Both the static properties and the spin-dynamics of BaCo2V2O8 for these two configurations of the field have been investigated during this thesis to understand the quantum phase transitions occurring in this compound. We have shown that BaCo2V2O8 exhibits a very original quantum phase transition when subjected to a transverse field and we have explored the spin dynamics of the system under a longitudinal magnetic field characterized by dominant longitudinal fluctuations.

Contact : quentin.faure@neel.cnrs.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (Institut Néel)
Nature évènement : (Soutenance de thèse)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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