Des électrons schizophrènes dans le ruthénate Ba4Ru3O10 : magnétisme itinérant ou localisé ?

Les oxydes de ruthénium sont connus pour leur comportement électronique et magnétique imprévisible. Ainsi, du point de vue du transport électronique certains oxydes sont isolants, d’autres métalliques, voire supraconducteurs. Du point de vue du magnétisme, tous les types de comportements existent : paramagnétique, ferromagnétique ou bien antiferromagnétique. Au sein de cette famille, de très faibles variations de la structure cristalline peuvent entraîner un changement radical des propriétés physiques via des mécanismes complexes mettant en jeu la distorsion structurale, l’arrangement des moments de spin et l’occupation des orbitales magnétiques. Il est donc capital d’étudier globalement ces systèmes, au moyen de techniques de caractérisation structurale, de mesures de propriétés physiques et de calculs ab initio de structure électronique.

En 2011, des enseignants-chercheurs de l’IMPMC ont déterminé une structure magnétique surprenante par diffraction de neutrons dans l’oxyde de ruthénium de formule Ba₄Ru₃O₁₀. Aujourd’hui, ils viennent de franchir un nouveau pas en révélant l’origine physique de ce comportement grâce à des calculs théoriques, réalisés en collaboration avec un chercheur du CINaM (UMR 7325 CNRS - Marseille).

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