Les matériaux sont connus pour interagir avec les champs électromagnétiques de différentes manières, qui reflètent leurs structures et leurs propriétés sous-jacentes. La relation Lyddane-Sachs-Teller est une construction physique qui décrit la relation entre la constante diélectrique statique et dynamique d'un matériau (c'est-à-dire, les valeurs indiquant le comportement d'un système en présence ou l'absence d'un champ électrique externe, respectivement) et les modes vibratoires du réseau cristallin du matériau (IE, fréquences de résonance).
Cette construction, introduite pour la première fois par les physiciens Lyddanne, Sachs et Teller en 1941, a depuis été largement utilisée pour mener des études de recherche physique et de science des matériaux à l'état solide. En fin de compte, il a mieux aidé à expliquer et à délimiter les propriétés de divers matériaux, qui ont ensuite été utilisés pour créer de nouveaux appareils électroniques.
Des chercheurs de l'Université de Lund ont récemment étendu la relation Lyddane-Sachs avec le magnétisme, montrant qu'une relation similaire relie la perméabilité statique d'un matériau (c'est-à-dire sa réponse non oscillatoire à un champ magnétique) aux fréquences auxquelles il présente une résonance magnétique. Leur article, publié dans Lettres d'examen physiqueouvre de nouvelles possibilités passionnantes pour l'étude des matériaux magnétiques.
« Cette étude a été inspirée par mon superviseur, le professeur Mathias Schubert, qui a précédemment exploré comment les champs électriques interagissent avec les phonons et soupçonnaient qu'une relation similaire pourrait exister pour les champs et les matériaux magnétiques », a déclaré Viktor Rindert, premier auteur du journal, à Issues.fr.
« L'opportunité d'étudier cela est venue avec notre développement d'un ellipsomètre Terahertz capable de capturer la réponse de polarisation. Avec cet outil, nous avons rigoureusement testé si une telle relation existe, conduisant à la découverte de la relation magnétique Lyddane-Sachs-Teller. »
La relation magnétique Lyddane-Sachs-Teller, la nouvelle relation dévoilée par Rindert et ses collègues, est essentiellement un parallèle magnétique de la construction conçue par Lyddane, Sachs et Teller. Au lieu d'appliquer les réponses des matériaux à un champ électrique externe, il relie les réponses statiques (DC) et dynamiques (AC) d'un matériau après son interaction avec les champs magnétiques.
« Plus précisément, cette relation relie les fréquences de résonance magnétique du matériau à sa perméabilité statique », a expliqué Rindert. « Nous avons validé cette relation en mesurant les fréquences de résonance magnétique en utilisant notre méthode nouvellement développée, THZ-EPR-GSE, et en comparant nos résultats à ceux obtenus en utilisant la magnétométrie de squid, une technique bien établie et précise. »
Pour démontrer l'existence de cette relation, les chercheurs ont utilisé une technique optique avancée développée dans leur laboratoire, appelé THZ-EPR-GSE, pour mesurer les fréquences de résonance magnétique d'un semi-conducteur de nitrure de gallium dopé au fer (GAN). Leurs mesures et analyses ont finalement confirmé l'existence de la relation magnétique Lyddane-Sachs de lyddane prédite.
La nouvelle relation découverte par Rindert et ses collègues pourraient être un outil précieux pour rassembler de nouvelles perspectives sur les excitations magnétiques des semi-conducteurs et d'autres matériaux aux propriétés magnétiques. À l'avenir, il pourrait contribuer à l'avancement de divers appareils électroniques et de leurs composants sous-jacents.
« Notre étude fournit une nouvelle relation fondamentale dans la magnéto-optique, particulièrement pertinente pour les chercheurs travaillant sur des matériaux antiferromagnétiques et altermagnétiques », a ajouté Rindert. « Alors que la direction exacte évolue toujours, notre objectif immédiat est de l'application de la technique THZ-GSE-EPR pour étudier les défauts ponctuels paramagnétiques dans les semi-conducteurs de bande interdite ultra-rédaction.
« Cette recherche est particulièrement pertinente pour les applications d'électronique d'alimentation, où ces matériaux sont essentiels pour améliorer les performances et l'efficacité. »
