Les liquides et glaces de spin, des états magnétiques induits par la frustration
La frustration géométrique existe dans un système ordonné, lorsqu’il est impossible de satisfaire simultanément
toutes les interactions. Un cas bien connu est celui de moments magnétiques antiparallèles au
sommet d’un triangle. A partir d’un postulat de départ très simple (un seul type d’atome et d’interaction
magnétique), les réseaux géométriquement frustrés présentent des états magnétiques exotiques, comme les
liquides de spin, les glaces de spin ou les verres de spin ordonnés. Dans ces systèmes, la dégénérescence
de l’état fondamental est si forte que toute perturbation (anisotropie, désordre, fluctuations thermiques ou
quantiques) est susceptible de sélectionner un état particulier et donc d’induire une nouvelle phase. On
présentera des exemples de ces phases dans le réseau pyrochlore, en citant les apports spécifiques des
sondes microscopiques (neutrons), et des conditions extrêmes (pression, température, champ magnétique).
On s’intéressera aussi à l’influence de la frustration géométrique sur certaines propriétés physiques, à partir
d’exemples récents dans des systèmes à électrons fortement corrélés : transition métal-isolant et supraconductivité
dans les pyrochlores ou les cobaltites de sodium.