MAGNON

MAGNON

MAG

Quasi-particule utilisée en théorie quantique du ferromagnétisme, de l’antiferromagnétisme et du ferrimagnétisme pour décrire les états collectifs faiblement excités représentés par les «ondes de spin».

Dans certains corps cristallisés, l’état fondamental est caractérisé par l’orientation, totale ou partielle, des spins des électrons de valence dans un même sens. Il correspond alors à une «saturation» des propriétés ferromagnétiques, antiferromagnétiques ou ferrimagnétiques du corps. Les états faiblement excités diffèrent de l’état fondamental par le renversement du sens d’un ou de plusieurs spins, processus qui, par suite des interactions ferromagnétiques, antiferromagnétiques et ferrimagnétiques, se propagent dans le cristal sous la forme d’une ou de plusieurs ondes de spin.

L’énergie et l’impulsion de chaque onde de spin sont, après quantification, des multiples entiers de l’énergie et de la «quasi-impulsion» du magnon associé à la direction de propagation. On dit que l’onde transporte n magnons (ferro-, antiferro-, ou ferrimagnons), dont la loi de dispersion quantique énergie-«quasi-impulsion» dérive de la loi de dispersion pulsation-nombre d’ondes de l’onde de spin.

Les magnons sont des quasi-particules «non concentrées» sans analogue classique corpusculaire, obéissant à la statistique de Bose-Einstein. Aux basses températures (T), l’énergie totale des magnons, leur chaleur spécifique et l’écart par rapport à l’état fondamental de l’aimantation qui leur est associée sont proportionnels respectivement à ^5/2, ^3/2, ^3/2. Au fur et à mesure de l’augmentation de la température, il faut prendre en considération des collisions des magnons. Aux hautes températures, par exemple, au voisinage de la température de Curie (qui, dans un corps ferromagnétique, est la température de transition vers l’état paramagnétique), ou, plus généralement, dès que l’ordre magnétique de l’orientation des spins est sérieusement entamé, le concept de magnon n’est plus valable.

Encyclopédie Universelle. 2012.