HAL Id: jpa-00216737
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00216737
Submitted on 1 Jan 1976HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
INFLUENCE OF AN EXTERNAL MAGNETIC FIELD
ON THE RELAXATION RATE ON THE FE(II) ION
IN SUBSTITUTED ACETYLACETONATO
COMPLEXES
C. Nicolini, J. Mathieu, J. Chappert
To cite this version:
JOURNAL DE PHYSIQUE Colloque C6, supplément au n° 12, Tome 37, Décembre 1976, page C6-121
INFLUENCE OF AN EXTERNAL MAGNETIC FIELD
ON THE RELAXATION RATE ON THE FE(II) ION
IN SUBSTITUTED ACETYLACETONATO COMPLEXES
C. NICOLINI, J. P. MATHIEU and J. CHAPPERT DRF, Groupe Interactions Hyperfines
Centre d'Etudes Nucleaires 85X, 38041 Grenoble, France
Résumé. — Les composés polycristallins de structure voisine, Fe (trifluoroacétylacétonate)2, 2H2O (TF) et Fe (hexafluoroacétylacétonate)2,2 H2O (HF), ont été étudiés par spectroscopie
Môssbauer entre 1,6 et 300 K en l'absence de champ magnétique appliqué et à 4,2 K en présence de champs extérieurs longitudinaux jusqu'à 52 kG. Le déplacement isomérique et le couplage quadru-polaire pour les deux complexes sont caractéristiques d'un état Fe2+ haut spin. La valeur
relative-ment faible de l'écart quadrupolaire (2,64 mm/s et 2,69 mm/s à 4,2 K respectiverelative-ment pour les complexes TF et HF) indique un mélange important de l'état fondamental avec les états orbitaux excités par l'intermédiaire du couplage spin-orbite. Le signe de la composante principale du gra-dient de champ électrique, Vzz, est différent pour les deux composés. Pour TF, Vzz est positive et, en présence d'un champ magnétique, le moment magnétique de l'ion Fe2+ s'aligne parallèlement à
l'axe z. Les spectres hyperfins magnétiques montrent que la valeur à saturation du champ hyperfin (flht * = —178 kG) est atteinte pour un champ magnétique d'environ 7 kG. La relaxation spin-réseau lente peut s'expliquer par la théorie du champ cristallin ; l'état fondamental est un doublet spin-orbite (D < 0), comme dans le complexe Fe(II) (acétylacétonate)2,2 H2O [1].
Le complexe HF a un comportement tout différent. En effet Vzz est négative et l'ajustage des spectres enregistrés à 4,2 K en présence d'un champ magnétique implique que l'on a affaire à un composé paramagnét;que anisotrope. Le rapport des écarts du doublet et du triplet observé à 55 kG indique que le champ hyperfin Hbt (Hht = — 220 kG) est orienté perpendiculairement à l'axe Vzz. Ces résultats sont cohérents avec la présence d'un singulet comme état fondamental spin-orbite (D > 0) et expliquent l'absence de relaxation comme dans le complexe voisin 'TF.
Abstract. — Mossbauer spectra of the structurally related compounds, Fe
(trifluoroacetylace-tonato)2.2 H2O (TF) and Fe (hexafluoroacetylace(trifluoroacetylace-tonato)2.2 H2O (HF), have been measured in powder samples between 1.6 and 300 K in the absence of an applied magnetic field, and at 4.2 K in external longitudinal magnetic fields up to 52 kG. The values of the isomer shift and quadrupole splitting parameters for both complexes are typical of the Fe(II) high-spin state. The relatively small value of the quadrupole splitting (2.64 mm/s and 2.69 mm/s at 4.2 K for T F and H F complexes respectively) indicates that excited orbital states mix strongly with the ground state via spin-orbit coupling. The sign of the principal component of the electric field gradient, Vzz, is different for these two compounds. For the T F complex Vzz is positive and the F e2 + magnetic moment is aligned
parallel to the z axis in an applied magnetic field. Magnetically perturbed spectra show that the saturation value of the hyperfine field (H$$% = —178 kG) is reached at applied fields of about
7 kG. The slow spin-lattice relaxation observed for this compound, can be explained using the ligand field m o d e l ; the ground state is a spin-orbit doublet (D < 0), as in Fe(II) (acetyl-acetonato)2.2 H2O [1]. A very different behaviour is observed for the H F complex. For this compound Vzz is negative and the shape and fit of the magnetically perturbed spectra at
4.2 K imply an anisotropic paramagnet. The calculated ratio of the doublet and triplet splittings of the spectrum at 52 k G indicates that the hyperfine field, Hut, (Hht = — 220 kG) is oriented per-pendicular to the Vzz axis. These results are consistent with a singlet ground state (D > 0), thus explaining the absence of spin-lattice electronic relaxation as in the parent T F complex.
Reference
[1] MATHIEU, J. P. et CHAPPERT, J., Phys. Stat. Sol. (b) 75 (1976) 163.
