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Saviez-vous que la lumière peut créer du son ? À la fin du XIXe siècle, le scientifique Alexander Graham Bell (considéré comme l'un des inventeurs du téléphone) a découvert le phénomène selon lequel des matériaux produisent des ondes sonores après avoir absorbé l'énergie lumineuse, connu sous le nom d'effet photoacoustique.   Alexander Graham Bell Source de l’image : Technologie Sina   Après les années 1960, avec le développement de la technologie de détection des signaux faibles, des microphones très sensibles et des microphones piézoélectriques en céramique sont apparus. Les scientifiques ont développé une nouvelle technique d'analyse spectroscopique basée sur l'effet photoacoustique - la spectroscopie photoacoustique, qui peut être utilisée pour détecter les substances des échantillons et leurs propriétés thermiques spectroscopiques, devenant ainsi un outil puissant pour la recherche physicochimique sur les composés inorganiques et organiques, les semi-conducteurs, les métaux et les matériaux polymères. , etc.     Comment faire en sorte que la lumière crée du son ? Comme le montre la figure ci-dessous, une source de lumière modulée par un monochromateur, ou une lumière pulsée telle qu'un laser pulsé, arrive sur une cellule photoacoustique. Le matériau à mesurer dans la cellule photoacoustique absorbe l'énergie lumineuse et le taux d'absorption varie en fonction de la longueur d'onde de la lumière incidente et du matériau. Cela est dû aux différents niveaux d'énergie des molécules atomiques constituées dans les différents matériaux, et le taux d'absorption de la lumière par le matériau augmente lorsque la fréquence ν de la lumière incidente est proche du niveau d'énergie hν. Les molécules atomiques qui sautent vers des niveaux d’énergie plus élevés après avoir absorbé la lumière ne restent pas aux niveaux d’énergie plus élevés ; au lieu de cela, ils ont tendance à libérer de l'énergie et à se détendre jusqu'à l'état fondamental le plus bas, où l'énergie libérée apparaît souvent sous forme d'énergie thermique et provoque une dilatation thermique et un changement de volume du matériau. Lorsque l’on restreint le volume d’un matériau, par exemple en le plaçant dans une cellule photoacoustique, son expansion entraîne des changements de pression. Après avoir appliqué une modulation périodique à l’intensité de la lumière incidente, la température, le volume et la pression du matériau changent également périodiquement, ce qui entraîne une onde mécanique détectable. Cette oscillation peut être détectée par un microphone sensible ou un microphone piézoélectrique en céramique, c'est ce que nous appelons un signal photoacoustique.   Schéma de principe     Comment un amplificateur lock-in mesure-t-il les signaux photoacoustiques ?   En résumé, le signal photoacoustique est généré par un signal de pression beaucoup plus petit converti à partir d'une très petite chaleur (libérée par relaxation atomique ou moléculai...

Qu’est-ce qu’un matériau antiferromagnétique ?   Figure 1 : Disposition des moments magnétiques dans les antiferromagnétiques   Les propriétés courantes du fer sont le ferromagnétisme, la ferroélectricité et la ferroélasticité. Les matériaux possédant simultanément deux ou plusieurs propriétés du fer sont appelés matériaux multiferroïques. Les multiferroïques ont généralement de fortes propriétés de couplage du fer, c'est-à-dire qu'une propriété du fer du matériau peut moduler une autre propriété du fer, par exemple en utilisant un champ électrique appliqué pour moduler les propriétés ferroélectriques du matériau et ainsi affecter les propriétés ferromagnétiques du matériau. De tels matériaux multiferroïques devraient constituer la prochaine génération de dispositifs électroniques de spin. Parmi eux, les matériaux antiferromagnétiques ont été largement étudiés car ils présentent une bonne robustesse au champ magnétique appliqué.   L'antiferromagnétisme est une propriété magnétique d'un matériau dans lequel les moments magnétiques sont disposés dans un ordre décalé antiparallèle et ne présentent pas de moment magnétique net macroscopique. Cet état magnétiquement ordonné est appelé antiferromagnétisme. À l’intérieur d’un matériau antiferromagnétique, les spins des électrons de valence adjacents ont tendance à être dans des directions opposées et aucun champ magnétique n’est généré. Les matériaux antiferromagnétiques sont relativement rares et la plupart d'entre eux n'existent qu'à basse température, comme les oxydes ferreux, les alliages de ferromanganèse, les alliages de nickel, les alliages de terres rares, les borures de terres rares, etc. Cependant, il existe également des matériaux antiferromagnétiques à température ambiante, comme BiFeO3, qui fait actuellement l'objet de recherches approfondies.   Perspectives d'application des matériaux antiferromagnétiques La connaissance de l'antiferromagnétisme est principalement due au développement de la technologie de diffusion des neutrons permettant de « voir » l'agencement des spins dans les matériaux et ainsi confirmer l'existence de l'antiferromagnétisme. Peut-être que le prix Nobel de physique a incité les chercheurs à se concentrer sur les matériaux antiferromagnétiques et que la valeur de l'antiferromagnétisme a été progressivement explorée.   Les matériaux antiferromagnétiques sont moins sensibles à l'ionisation et aux interférences du champ magnétique et ont des fréquences propres et des fréquences de transition d'état plusieurs ordres de grandeur supérieures à celles des matériaux ferromagnétiques typiques. L'ordre antiferromagnétique dans les semi-conducteurs est plus facilement observé que l'ordre ferromagnétique. Ces avantages font des matériaux antiferromagnétiques un matériau attractif pour la spintronique.   La nouvelle génération de mémoire vive magnétique utilise des méthodes électriques pour écrire et lire des informations sur des ferromagnétiques,...