Abstract FR:

Nous avons étudié les retournements d'aimantation par effet tunnel quantique dans des aimants moléculaires. Nos expériences montrent clairement l'effet tunnel quantique dans l'aimant moléculaire Fe8. Ce système se compose d'un ensemble d'aimants nanoscopiques identiques et orientes parallèlement. Chacune des molécules porte un spin s = 10. Les mesures de relaxation sont faites en utilisant des magnétomètres à squid aux performances uniques. Ces magnétomètres permettent des mesures de haute sensibilité en champ fort, jusqu'a 8 tesla, et aux très basses températures (>50 mK). A haute température le système Fe8 se comporte comme un système superparamagnetique qui relaxe par activation thermique au-dessus d'une barrière de 24 K. Au-dessous de 0,4 K la relaxation est indépendante de la température ce qui est le signe d'un effet tunnel quantique du spin moléculaire à travers la barrière. Le temps de relaxation varie fortement avec le champ externe et montre des effets résonants. Dans le régime quantique la courbe de relaxation est non-exponentielle et bien décrite par une exponentielle étirée. Le début de la courbe de relaxation suit une loi en racine carrée du temps. Nous montrons que le champ dipolaire entre les molécules a une forte influence sur la relaxation mais le champ dipolaire n'agit pas comme une force : il permet ou empêche l'effet tunnel quantique dans une molécule. Nous présentons un modelé phénoménologique simple qui explique pourquoi la courbe de relaxation ressemble à une exponentielle étirée. Dans ce modèle nous supposons que chaque molécule a une résonance très étroite et que la distribution du champ local évolue pendant la relaxation. De plus, nous présentons un calcul numérique sur l'évolution de la distribution du champ local. Un calcul de Monte-Carlo avec des distributions réalistes montre lui aussi l'existence de corrélations inhabituelles en accord qualitatif avec nos observations.