Magnétisme de bande et Supraconductivité : l'apport de la diffusion inélastique des neutrons

Abstract

La technique de diffusion des neutrons permet d'etudier les correlations magnetiques statiques et dynamiques sur une large gamme d'energies et de vecteurs d'onde dans l'espace des phases. Elle offre une mesure directe de la partie imaginaire de la susceptibilite magnetique generalise qui contient toutes les informations relatives aux excitations magnetiques d'un systeme. Dans un metal, les proprietes magnetiques sont principalement vehicules par les spins des electrons itinerants. Nous decrirons comment la susceptibilite magnetiques est determine a partir des proprietes d'un liquide d'electrons, puis comment les excitations magnetiques retro-agissent sur les proprietes des electrons. En passant d'un etat metallique a un etat supraconducteur, les electrons s'apparient pour former des paires d'electrons condenses dans un etat quantique macroscopique. Aux electrons, se substituent de nouvelles quasiparticules. Nous decrirons comment la susceptibilite magnetique est modifiee et pour quelle raison de nouvelles excitations collectives peuvent apparaitre. Nous insisterons sur le fait que les electrons engendrent des excitations magnetiques qu'ils peuvent ensuite absorber, emettre ou encore (theoriquement) s'echanger pour induire une interaction attractive effective conduisant a la formation de paires d'electrons supraconductrices. Une fois ces concepts presentes, nous donnerons quelques exemples de la mesure de la partie imaginaire de la susceptibilite magnetique par diffusion inelastique des neutrons dans un metal normal, puis dans des materiaux supraconducteurs. Nous conclurons par quelques remarques d'ordre general permettant au lecteur de s'ouvrir a des problematiques que nous n'aurons pas abordes.