Comptes Rendus
Resonance THz spectroscopy in high magnetic fields
[Spectroscopie de résonance THz en champ magnétique intense]
Comptes Rendus. Physique, Volume 14 (2013) no. 1, pp. 106-114.

Cet article décrit lʼutilisation de spectroscopie de résonance en champ magnétique intense pour sonder les excitations magnétiques dans la gamme des fréquences THz. Afin dʼillustrer le grand potentiel de cette technique en physique de lʼétat solide, nous présentons des résultats récents obtenus par résonance de spin électronique lors dʼétudes sur lʼeffet tunnel quantique dans la molécule-aimant Mn12tba ainsi que lʼétude de la transition soliton–magnon dans Cu-PM, une chaîne de spin-1/2 de Heisenberg possédant un champ transverse alterné. Ensuite, lʼapport de la spectroscopie THz dans le domaine temporel et de la spectroscopie à base de rayonnement laser à électrons libres pour lʼétude des spectres dʼexcitations magnétiques en champ magnétique pulsé est présenté.

The employment of the high-magnetic-field resonance spectroscopy to probe magnetic excitations in the THz frequency range is reported. To illustrate the great potential of this technique in solid state physics, we present results of recent electron spin resonance studies of the quantum-tunneling effect in the single-molecule magnet Mn12tba and of the soliton–magnon crossover in Cu-PM, a spin-1/2 Heisenberg chain system with a staggered transverse field. Among others, we report on the successful use of the THz-range time-domain and free electron laser spectroscopy to study magnetic excitation spectra in pulsed magnetic fields.

Publié le :
DOI : 10.1016/j.crhy.2012.09.007
Keywords: ESR, EPR, Spectroscopy, High magnetic field
Mot clés : ESR, RPE, Spectroscopie, Champ magnétique intense
Anne-Laure Barra 1 ; Michel Goiran 2 ; Roberta Sessoli 3 ; Sergei A. Zvyagin 4

1 Laboratoire national des champs magnétiques intenses-Grenoble, CNRS-UJF, BP 166, 38042 Grenoble, France
2 Laboratoire national des champs magnétiques intenses-Toulouse, INSA UPS UJF CNRS, UPR 3228, université de Toulouse, 31400 Toulouse, France
3 Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Firenze, 50019 Sesto Fiorentino, Italy
4 Dresden High Magnetic Field Laboratory (HLD), Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 01314 Dresden, Germany
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Anne-Laure Barra; Michel Goiran; Roberta Sessoli; Sergei A. Zvyagin. Resonance THz spectroscopy in high magnetic fields. Comptes Rendus. Physique, Volume 14 (2013) no. 1, pp. 106-114. doi : 10.1016/j.crhy.2012.09.007. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2012.09.007/

[1] D. Gatteschi; R. Sessoli; J. Villain Molecular Nanomagnets, Oxford University Press, Oxford, UK, 2006

[2] D. Gatteschi; A.L. Barra; A. Caneschi; A. Cornia; R. Sessoli; L. Sorace Coord. Chem. Rev., 250 (2006), p. 1514

[3] S. Hill; R.S. Edwards; N. Aliaga-Alcalde; G. Christou Science, 302 (2003), p. 1015

[4] S. Takahashi; I.S. Tupitsyn; J. van Tol; C.C. Beedle; D.N. Hendrickson; P.C.E. Stamp Nature, 476 (2011), p. 76

[5] W. Wernsdorfer; M. Murugesu; G. Christou Phys. Rev. Lett., 96 (2006), p. 057208

[6] S. Hill; N. Anderson; A. Wilson; S. Takahashi; K. Petukhov; N.E. Chakov; M. Murugesu; J.M. North; E. Del Barco; A.D. Kent; N.S. Dalal; G. Christou Polyhedron, 24 (2005), p. 2284

[7] A.L. Barra; D. Gatteschi; R. Sessoli Phys. Rev. Lett., 56 (1997), p. 8192

[8] A.L. Barra; A. Caneschi; A. Cornia; D. Gatteschi; L. Gorini; L.P. Heiniger; R. Sessoli; L. Sorace J. Am. Chem. Soc., 129 (2007), p. 10754

[9] R.J. Elliott; K.W.H. Stevens Proc. Royal Soc. A, Math. Phys. Sci., 218 (1953), p. 553

[10] A.L. Barra; D. Gatteschi; R. Sessoli Chem. Eur. J., 6 (2000), p. 1608

[11] R. Caciuffo; G. Amoretti; A. Murani; R. Sessoli; A. Caneschi; D. Gatteschi Phys. Rev. Lett., 81 (1998), p. 4744

[12] G. Müller; H. Thomas; H. Beck; J.C. Bonner Phys. Rev. B, 24 (1981), p. 1429

[13] F.H.L. Essler Phys. Rev. B, 59 (1999), p. 14376

[14] M. Oshikawa; I. Affleck Phys. Rev. Lett., 79 (1997), p. 2883

[15] I. Affleck; M. Oshikawa; I. Affleck; M. Oshikawa Phys. Rev. B, 60 (1999), p. 1038

[16] J.Z. Zhao; X.Q. Wang; T. Xiang; Z.B. Su; L. Yu Phys. Rev. Lett., 90 (2003), p. 207204

[17] J.-B. Fouet; O. Tchernyshyov; F. Mila Phys. Rev. B, 70 (2004), p. 174427

[18] R. Feyerherm; S. Abens; D. Günther; T. Ishida; M. Meißner; M. Meschke; T. Nogami; M. Steiner J. Phys.: Condens. Matter, 12 (2000), p. 8495

[19] S.A. Zvyagin; A.K. Kolezhuk; J. Krzystek; R. Feyerherm Phys. Rev. Lett., 93 (2004), p. 027201

[20] A.U.B. Wolter; H. Rakoto; M. Costes; A. Honecker; W. Brenig; A. Klümper; H.-H. Klauss; F.J. Litterst; R. Feyerherm; D. Jérome; S. Süllow Phys. Rev. B, 68 (2003), p. 220406(R)

[21] S.A. Zvyagin; M. Ozerov; E. Čižmár; D. Kamenskyi; S. Zherlistyn; T. Herrmannsdörfer; J. Wosnitza; R. Wünsch; W. Seidel Rev. Sci. Instrum., 80 (2009), p. 073102

[22] S.A. Zvyagin; E. Čižmár; M. Ozerov; J. Wosnitza; R. Feyerherm; S.R. Manmana; F. Mila Phys. Rev. B, 83 (2011), p. 060409(R)

[23] A.V. Ikonnikov; K.E. Spirin; V.I. Gavrilenko; D.V. Kozlov; O. Drachenko; H. Schneider; M. Helm Semiconductors, 44 (2010), p. 1492

[24] O. Drachenko; A. Patane; N.V. Kozlova; Q.D. Zhuang; A. Krier; L. Eaves; M. Helm Appl. Phys. Lett., 98 (2011), p. 162109

[25] A.V. Ikonnikov; M.S. Zholudev; K.E. Spirin; A.A. Lastovkin; K.V. Maremyanin; V.Ya. Aleshkin; V.I. Gavrilenko; O. Drachenko; M. Helm; J. Wosnitza; M. Goiran; N.N. Mikhailov; S.A. Dvoretskii; F. Teppe; N. Diakonova; C. Consejo; B. Chenaud; W. Knap Semicond. Sci. Technol., 26 (2011), p. 125011

[26] O. Drachenko; S. Winnerl; H. Schneider; M. Helm; J. Wosnitza; J. Léotin Rev. Sci. Instrum., 82 (2011), p. 033108

[27] A. Patané; W.H.M. Feu; O. Makarovsky; O. Drachenko; L. Eaves; A. Krier; Q.D. Zhuang; M. Helm; M. Goiran; G. Hill Phys. Rev. B, 80 (2009), p. 115207

[28] W. Knap; S. Contreras; H. Alause; J. Camassel; M. Dyakonov; J.L. Robert; J. Yang; Q. Chen; M. Asif Khan; M.L. Sadowski; S. Huant; F.H. Yang; M. Goiran; J. Léotin; M.S. Shur Appl. Phys. Lett., 70 (1997), p. 16

[29] M.P. Semtsiv; O. Bierwagen; W.T. Masselink; M. Goiran; J. Galibert; J. Léotin Phys. Rev. B, 77 (2008), p. 16

[30] O. Drachenko; D.V. Kozlov; V.Ya. Aleshkin; V.O. Gavrilenko; K.V. Maremyanin; A.V. Ikonnikov; B.N. Zvonkov; M. Goiran; J. Léotin; G. Fasching; S. Winnerl; H. Schneider; J. Wosnitza; M. Helm Phys. Rev. B, 79 (2009), p. 073301

[31] K.-C. Chuang; A.M.R. Baker; R.J. Nicholas Phys. Rev., 80 (2009), p. 161410(R)

[32] M. Orlita; P. Neugebauer; C. Faugeras; A.-L. Barra; M. Potemski; F.M.D. Pellegrino; D.M. Basko Phys. Rev. Lett., 108 (2012), p. 017602

[33] Z. Jiang; E.A. Henriksen; L.C. Tung; Y.-J. Wang; M.E. Schwartz; M.Y. Han; P. Kim; H.L. Stormer Phys. Rev. Lett., 98 (2007), p. 197403

[34] M. Orlita; C. Faugeras; G. Martinez; D.K. Maude; M.L. Sadowski; M. Potemski Phys. Rev. Lett., 100 (2008), p. 136403

[35] M. Orlita; C. Faugeras; J.M. Schneider; G. Martinez; D.K. Maude; M. Potemski Phys. Rev. Lett., 102 (2009), p. 166401

[36] E.A. Henriksen; P. Cadden-Zimansky; Z. Jiang; Z.Q. Li; L.C. Tung; M.E. Schwartz; M. Takita; Y.-J. Wang; P. Kim; H.L. Stormer Phys. Rev. Lett., 104 (2010), p. 067404

[37] L.G. Booshehri; C.H. Mielke; D.G. Rickel; S.A. Crooker; Q. Zhang; L. Ren; E.H. Hároz; A. Rustagi; C.J. Stanton; Z. Jin; Z. Sun; Z. Yan; J.M. Tour; J. Kono Phys. Rev. B, 85 (2012), p. 205407

[38] X. Wang; D. Hilton; D.J.L. Reno; D.M. Mittleman; J. Kono Opt. Lett., 32 (2007), p. 1845

[39] X. Wang; D. Hilton; D.J.L. Reno; D.M. Mittleman; J. Kono Opt. Express, 18 (2010), p. 12354

[40] T. Arikawa; X. Wang; D.J. Hilton; J.L. Reno; W. Pan; J. Kono Phys. Rev. B, 84 (2011), p. 241307(R)

[41] D. Molter; F. Ellrich; T. Weinland; S. George; M. Goiran; F. Keilmann; R. Beigang; J. Léotin Opt. Express, 18 (2010), p. 26163

[42] D. Molter; G. Torosyan; G. Ballon; L. Drigo; R. Beigang; J. Léotin Opt. Express, 20 (2012), p. 5993

[43] T.A. Vaughan; R.J. Nicholas; C.J.G.M. Langerak; B.N. Murdin; C.R. Pidgeon; N.J. Mason; P.J. Walker Phys. Rev. B, 53 (1996), p. 16481

[44] L. Van Bockstal; L. Li; C.J.G.M. Langerak; M.J. van de Pol; A. De Keyser; A.F.G. van der Meer; A. Ardavan; J. Singleton; R.J. Nicholas; F. Herlach; R. Bogaerts; H.U. Mueller; M. von Ortenberg Physica B, 246–247 (1998), p. 208

[45] C.J.G.M. Langerak; L. Li; L. Van Bockstal; A. Ardavan; M.J. van de Pol; A.F.G. van der Meer; F. Herlach; H.U. Mueller; R.J. Nicholas; J. Singleton Physica B, 246–247 (1998), p. 400

[46] C.J.G.M. Langerak; J. Singleton; L. Li; L. Van Bockstal; A. Ardavan; M.J. van der Pol; A.F.G. van der Meer; F. Herlach; N. Mason; R.J. Nicholas; P.J. Walker Physica B, 256 (1998), p. 339

[47] S. Zherlitsyn; T. Herrmannsdoerfer; Yu. Skourski; A. Sytcheva; J. Wosnitza J. Low Temp. Phys., 146 (2007), p. 719

[48] S. Zherlitsyn; A.D. Bianchi; T. Herrmannsdoerfer; F. Pobell; Yu. Skourski; A. Sytcheva; S. Zvyagin; J. Wosnitza IEEE Trans. Appl. Supercond., 16 (2006), p. 1660

[49] J. Wosnitza; G. Goll; M. Bartkowiak; B. Bergk; A.D. Bianchi; H.v. Lohneysen; T. Yoshino; T. Takabatake Physica B: Condens. Matter, 403 (2008), p. 1219

[50] O. Drachenko; D.V. Kozlov; V.Ya. Aleshkin; V.I. Gavrilenko; K.V. Maremyanin; A.V. Ikonnikov; B.N. Zvonkov; M. Goiran; J. Leotin; G. Fasching; S. Winnerl; H. Schneider; J. Wosnitza; M. Helm Phys. Rev. B, 79 (2009), p. 073301

[51] N. Miura; N. Kozlova; K. Dorr; J. Freudenberger; L. Schultz; O. Drachenko; K. Sawano; Y. Shiraki J. Low Temp. Phys., 159 (2010), p. 222

[52] O. Drachenko; H. Schneider; M. Helm; D. Kozlov; V. Gavrilenko; J. Wosnitza; J. Léotin Phys. Rev. B, 84 (2011), p. 245207

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