Abstract FR:

Quel peut-être l'apport des ions de terres rares fortement dilués au magnétisme. Mésoscopique ? Ce travail décrit l'origine d'une dynamique quantique lente du renversement du moment magnétique d'un ion Ho3+, en présence d'une forte an isotropie uniaxiale (effet tunnel de l'aimantation). Dans un monocristal LiYF4, les mécanismes de relaxation paramagnétique dus aux couplages spin-phonons et spins-spins sont inefficaces à très basse température (T <200 mK), et l'allure singulière des cycles d'hystérésis observés à faible vitesse de balayage du champ appliqué, en marches d'escalier, révèle un effet de mécanique quantique non stationnaire. Ces transitions non adiabatiques correspondent au retournement cohérent du moment électronique et du spin nucléaire d'un ion Ho3+ quasi-isolé (couplage hyperfin fort). La dynamique quantique d'un centre tunnel est cependant rendue incohérente par de faibles couplages à l'environnement de spins nucléaires, ceux des ions diamagnétiques de la matrice d'accueil non magnétique. De plus, en présence d'un phénomène dit de goulot d'étranglement des phonons, l'allure des cycles est fortement modifiée à plus grande vitesse de balayage du champ. Des sauts supplémentaires, attribués à une dynamique quantique multi-spins (relaxations croisées), apparaissent pour d'autres champs résonants. Une interprétation à deux ions démontre que les transitions de co-tunnel à deux spins et les transitions tunnel décalées par les interactions dipolaires dominent la relaxation dans ce régime. Les ions dilués de terres rares constituent non seulement une alternative aux aimants moléculaires pour une compréhension plus approfondie du magnétisme mésoscopique, mais permettent aussi d'envisager sérieusement l'étude des phénomènes de dissipation/d écohérence.