2D Materials Conference 2024 | Marin Alexe (University of Warwick, UK)

Cette conférence de Marin Alexe (Université de Warwick) présente des travaux sur les structures de spin topologiques dans des couches minces d’oxydes ferroélectriques et ferromagnétiques. L’orateur commence par rappeler le contexte de l’effet Hall topologique dans le ruthénate de strontium (SrRuO3), un ferromagnétique en dessous de 150 K, où des skyrmions peuvent induire cet effet. Il mentionne une étude de la groupe de Nagaosa qui attribuait un effet Hall topologique massif à la présence de skyrmions dans SrRuO3 déposé sur titanate de baryum (BaTiO3). L’équipe d’Alexe a choisi d’étudier SrRuO3 sur titanate de plomb (PbTiO3), un ferroélectrique plus fort, afin de tester cette hypothèse. Ils ont observé un effet Hall topologique et, grâce à la microscopie à force magnétique (MFM) à basse température, ils ont cartographié en espace réel des structures de domaines magnétiques complexes. L’analyse par transformée de Fourier révèle une structure à double vecteur d’onde (double-Q), ressemblant à la phase ‘cristal de spin’ prédite par le groupe de Tokura. Cette observation en espace réel est une première. En parallèle, des images MET de PbTiO3 entre des électrodes de SrRuO3 montrent des motifs de polarisation en vortex qui ressemblent étrangement aux domaines magnétiques observés, suggérant des similitudes entre la physique des ferroélectriques et des ferromagnétiques. L’orateur conclut en soulignant la jeunesse de la ferroélectricité (100 ans) et ouvre la discussion sur les mécanismes de polarisation.