HAL Id: jpa-00214386
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Submitted on 1 Jan 1971
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STRUCTURES MAGNÉTIQUES DE MFe2 Se4 AVEC M = Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni
D. Babot, G. Bérodias, B. Lambert-Andron
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D. Babot, G. Bérodias, B. Lambert-Andron. STRUCTURES MAGNÉTIQUES DE MFe2 Se4 AVEC M = Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni. Journal de Physique Colloques, 1971, 32 (C1), pp.C1-985-C1-986.
�10.1051/jphyscol:19711350�. �jpa-00214386�
JOURNAL D E PHYSIQUE Colloque C I , supplkment au no 2-3, Tome 32, Fkvrier-Mars 1971, page C 1 - 985
STRUCTURES MAGNETIQUES DE MFe, Se, AVEC M = Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni
D. BABOT et G. BERODIAS
Laboratoire d'Etudes de Mattriaux I. N. S. A,, Lyon, France B. LAMBERT-ANDRON
C. E. N. Grenoble, France
R6sum6. - Les selkniures ternaires MFezSe4 (groupe I2/m) sont isomorphes de M3X4 (X = S, Se, Te) ; ils pfe- sentent un ordre lacunaire. Tous ces composks sont ferrimagnktiques : les moments des atomes sltues sur les plans plelns en 4 (i) et sur les plans lacunaires en 2 (c) sont antiparallkles avec une aimantation rksultante faible. Les moments des atomes situes sur les plans pleins sont reduits de 50 a 70 %. Des mesures de conductibilitk montrent un comportement mktallique. L'ensemble des resultats met en 6vidence une dklocalisation des electrons 3 d.
Abstract. - The ternary selenides MFeSe4 (group I2/m) are isomorphous of M X 4 (X = S, Se, Te) ; they have a lacunary order. All these compounds are ferrimagnetic : the moments of the atoms sltuated on the fully occupied planes in 4 (i) and on the lacunary planes in 2 (c) are antiparallel with a weak resulting magnetization. The moments of the atoms situated on the fully occupied planes are reduced by 50 to 70 %. Measures of conductibility show a metal-like behaviour.
The whole results put into evidence a delocalization of the 3 d electrons.
Structures cristallographiques. - Les s6ltniures MFe2Se4 (M = Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni,) sont iso- types de M3 x ,('y2) (groupe 1 2/m) et prtsentent une surstructure lacunaire dtrivte de NiAs. Les lacunes s'ordonnent dans les plans (001). Les dia- grammes de diffraction neutronique effectuks au- dessus de la temperature de transition magnttique permettent de prtciser les param6tres de positions atomiques et de localiser les cations sur chaque site.
Dans toute ia sCrie, les plans lacunaires sont occupts par la moitit des atomes de fer ; les atomes de fer restant et les cations M se repartissent statistique- ment sur les plans pleins.
Mesures magnbtiques. - Les mesures magnttiques montrent un comportement ferrimagnttique pour tous les composts avec une aimantation rtsultante faible 131. Les temptratures de NCel et les aiman- tations sont donntes dans le tableau I.
etude des structures magnetiques par diffraction neutronique. - Le caracthe ferrimagnttique des
C O ~ ~ O S ~ S a 6td confirm6 par les diagrammes de FIG. 1. - Structure magnktique de MFe2Se4.
site I : MI site I1 : MI, Direction des
moments
" 1,7 PB
e 0,85 pB selon l'axe b
101 01
NiFe2Se, -
" 1,9 PB
-
0,9 p,indttermi- nCe
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19711350
C 1 - 986 D. BABOT ET G. BERODIAS, B. LAMBERT-ANDRON diffraction neutronique a T = 4,2 KO, ?, = 2,026 a.
Les mailles magnttique et chimique sont identiques.
Les moments des sites I (plans lacunaires) sont anti- parallPles aux moments des sites I1 (plans pleins).
La structure est dtcrite sur la figure 1. Les moments magnktiques trouvCs sont rkduits par rapport aux moments magnttiques thtoriques, en particulier sur les sites I1 (tableau 11). MI, reprtsente le moment magnttique moyen par atome sur le site 11.
Mesures par effet Mossbauer. - Ces mesures ont CtC faites par Rtgnard [4]. Dans le domaine parama- gnttique les dtplacements isombres observts ne corres- pondent ni B Fez+ ni B Fe3' purement ioniques. Les champs magnttiques hyperfins mesurts dans le domaine ordonnt sont bien inftrieurs A ceux rencontres dans les corps ioniques ; ceci est en accord avec les rkductions des moments observks par diffraction neutronique.
Mesures de conductibilitk. - Les mesures faites sur pastilles fritttes montrent un comportement mttallique pour VFezSe4, CoFe2Se4, NiFe2Se4 @ de l'ordre de 21 S2.cm). Les variations de rtsistivitt de TiFezSe4 sont faibles entre T = 4,2 OKet la temptrature ambiante : < p < 2 x 0.cm. LesrCsistivitCs de CrFezSe4 et Fe3Se4 sont plus grandes : p de l'ordre de 10-I a l o p 2 S2.cm.
Discussion. - L'ensemble des rtsultats obtenus conduit a rejeter un modble purement ionique et &
admettre une dtlocalisation des tlectrons 3 d. Goode- nough dtfinit deux paramsires critiques pour la transition du mod6le du champ des ligandes B un modble de bandes [5, 61
lo R, distance cation-cation,
20 b, valeur critique de l'tnergie de transfert entre deux ttats +i sur un atome et +j sur un atome voisin.
Dans les plans pleins (a, b) les distances sont de l'ordre des R, (en majoritt 5 R,). Goodenough [6]
propose une relation entre la valeur de la temperature de Ntel TN et celle de l'tnergie de transfert b (Fig. 2).
LOCALIZED COLLECTIVE
t ELECTRONS } 1 ELECTRONS
IJJ MAGNETISM a
3 k a
a w PARAMAGNETISM
I a
W SUPERCONDUCTING
t-
i
TRANSFER ENERGY b
-
FIG. 2. - Variation de la tempbrature de N&l en fonction de I'knergie de transfert.
Les rtsultats exptrimentaux permettent de situer VFezSe4, CoFe,Se4, NiFezSe, dans la zone interm6 diaire b,, b, ; Fe3Se4 et FeCrzSe4 sont proches de la valeur critique b, et TiFezSe, se trouve dans la zone d'tlectrons localisks avec des phCnom6nes de cova- lence traitts comme une perturbation.
La fabrication de monocristaux est en cours. Nous compltterons cette Btude par des mesures de facteur de forme qui permettront de prtciser la densitt tlec- tronique autour des cations dans ces composts a caractkre semi-mCtallique.
[I] B~RODIAS (G.), CHEVRETON (M.), C. R. Acad. Sci. 141 R~GNARD ( J . R.) (a paraitre).
Paris 1965, 261, 2202. [5] GOODENOUGH (J. B.), Colloques du CNRS 1967, [2] LAMBERT-ANDRON (B.), B~RODIAS (G.), Solid State 157, 253.
Comm., 1969, 7, 623. [6] GOODENOUGH (J. B.), J. Phys. Chem. Solids, 1969, [3] LAMBERT-ANDRON (B.), ThBse, Grenoble 1969 no A 0 30, 261.
3510.
