Polaritons et ondes solitaires dans un ferroaimant unidimensionnel

Abstract

Dans ce travail, on s'intéresse à la dynamique des spins, le long d'une chaîne, dans le ferroaimant planaire quasi-unidimensionnel qu'est le CsNiF3 pour une température T comprise dans l'intervalle 3K <T>15k. Lorsque plongés dans un champ magnétique externeBe, les modes propres du système sont alors des magnons "optiques". Les photons sont également des modes propres de ce système caractérisé par une constante diélectrique et une perméabilité magnétique. À la limite des grandes longueurs d'onde, les courbes des relations de dispersion de ces deux excitations (magnons et photons) se recoupent et l'interaction dipolaire magnétique est le mécanisme qui permet l'échange d'énergie entre ces deux excitations. Cette interaction nous amène à résoudre un système d'équations différentielles non-linéaires. À la limite linéaire, les solutions obtenues sont les polaritons dont la relation de dispersion présente une brèche dans l'éventail des vitesses de phases. Lorsqu'on traite le système d'équations tout en conservant la non­linéarité, on démontre que le CsNiF3 peut être le siège d'excitations localisées, en ondes solitaires; leur pseudo-relation de dispersion est calculée et on arrive à la conclusion qu'il y a maintenant des modes propagatifs localisés, situés dans la brèche des vitesses de phases des polaritons. Deux expériences de réflectivité sont suggérées afin de mettre en évidence les polaritons magnétiques et les ondes solitaires dont on avance l'existence théorique.