Des pentagones frustrés mais pas si mal organisés

On parle de « frustration magnétique » quand les moments magnétiques des atomes de certains composés veulent s’apparier en paires antiparallèles, mais que leur géométrie l’interdit. La matière s’organise alors en états fondamentaux complexes. La frustration magnétique dans des triangles, en particulier, a été étudiée depuis des décennies.

Plus récemment, une équipe Irig a réalisé une première en identifiant un modèle de réseau pentagonal d’atomes magnétiques. Elle a montré dans un oxyde de fer que les moments magnétiques s’orientent à 90° les uns par rapport aux autres. Par ailleurs, le pentagone se structure autour d’une paire de moments magnétiques plus fortement liés que les autres, donc moins sensibles aux variations de champ magnétique ou de température. Cette paire pilote la mise en ordre, malgré la frustration.

Contact : eric.ressouche@cea.fr

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