Couplage electron-phonon dans les systemes fortement correles de basse dimensionnalite : application aux composes spin-peierls
David Augier
Les vibrations du reseau cristallin (ou phonons) ainsi que les correlations fortes entre electrons jouent un role important en matiere condensee. L'action simultanee des interactions electroniques et des phonons, qui est encore tres mal comprise, s'avere necessaire pour apprehender la physique de certaines classes de composes, notamment les composes spin-peierls. La decouverte en 1993 d'un premier compose spin-peierls inorganique, cugeo 3, suivie en 1996 de celle d'un second a la structure plus complexe, nav 2o 5, a permis la synthese de gros monocristaux et la realisation de nouvelles experiences, relancant la physique des chaines de spin. Le modele theorique le plus utilise pour decrire les composes spin-peierls est la chaine de spin dimerisee incluant une modulation statique de l'integrale d'echange. Cependant, un traitement quantique satisfaisant de la dynamique du reseau est necessaire. Nous introduisons un modele ou l'integrale d'echange depend lineairement des operateurs bosoniques associes aux phonons. Nous nous interessons, principalement numeriquement, aux excitations elementaires de ces modeles. Nous les caracterisons comme des defauts topologiques appeles solitons. Nous montrons notamment que, dans le cas d'un couplage magneto-elastique dynamique unidimensionnel, les solitons ne sont pas lies et qu'il est necessaire de tenir compte du caractere tridimensionnel du compose pour rendre compte des experiences sur cugeo 3. Les nouveaux composes inorganiques peuvent etre assez facilement dopes avec divers types d'impuretes. Nous montrons que l'introduction d'impuretes magnetiques sur chaine rend possible la creation d'etats lies soliton-impurete. Dans le cas des impuretes non magnetiques, le caractere tridimensionnel du compose permet le confinement des solitons. Enfin, nous considerons des reseaux bidimensionnels dopes et montrons la coexistence possible entre les ordres antiferromagnetique et spin-peierls.
•Jan 1, 1999•1 citation