Excitations électroniques dans les matériaux fortement corrélés: l'apport de la diffusion inélastique résonante des rayons X - Université Pierre et Marie Curie Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Electronic excitations in strongly correlated systems: the contribution of resonant inelastic X-ray scattering

Excitations électroniques dans les matériaux fortement corrélés: l'apport de la diffusion inélastique résonante des rayons X

Résumé

In this thesis, we studied electronic excitations in strongly correlated materials, in particular the transition metal monoxides CoO, NiO and CuO, the cuprate La2CuO4 and the nickelate La2NiO4. Resonant Inelastic X-ray Scattering (RIXS) was used to study the dynamics of low energy (few eV) excitations in these charge transfer insulators. This was possible thanks to instrumental development allowing an overall energy resolution improvement of a factor 3 to reach 300 meV.


In monoxides, we focused on localised crystal field excitations while in La2CuO4 and La2NiO4, our emphasis was on the measurement of charge transfer excitations. We observe a characteristic excitation identified as an excitonic feature (electron-hole bound state) in both materials with however a different dynamic behaviour. In La2CuO4, the exciton disperses while in La2NiO4 it is localised through antiferromagnetic correlations. A model invoking Zhang-Rice singlet formation in the cuprate has been proposed to explain the dynamics of the exciton in the antiferromagnetic background.
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude des excitations électroniques dans des matériaux fortement corrélés, ici les monoxydes de métaux de transition CoO, NiO et CuO, le cuprate La2CuO4 et le nickelate La2NiO4. Nous avons utilisé la diffusion inélastique résonante des rayons X (RIXS) pour étudier la dynamique des excitations de basse énergie (quelques eV) dans ces isolants de transfert de charge. Cette étude a été possible grâce à un développement instrumental permettant une amélioration de la résolution expérimentale d'un facteur 3 pour atteindre 300 meV.

Dans les monoxydes, nous avons étudié les excitations localisées du champ cristallin. Dans La2CuO4, et La2NiO4, nous avons plus particulièrement étudié les excitations de transfert de charge. Un exciton (état lié électron-trou) a été observé dans les deux matériaux avec cependant une dynamique différente. Dans La2CuO4, l'exciton a un comportement dispersif alors que dans La2NiO4, il est localisé par les corrélations antiferromagnétiques. Un modèle invoquant la formation d'un singulet de Zhang et Rice dans le cuprate a été proposé pour expliquer cette dynamique excitonique dans le réseau antiferromagnétique sous-jacent.
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Dates et versions

tel-00113361 , version 1 (13-11-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00113361 , version 1

Citer

Emilie Collart. Excitations électroniques dans les matériaux fortement corrélés: l'apport de la diffusion inélastique résonante des rayons X. Matière Condensée [cond-mat]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00113361⟩
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