MESURES DE R. M. N. SUR LES ALLIAGES DILUÉS DE COBALT AVEC LES ÉLÉMENTS DE TRANSITION

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MESURES DE R. M. N. SUR LES ALLIAGES DILUÉS DE COBALT AVEC LES ÉLÉMENTS DE

TRANSITION

J. Durand

To cite this version:

J. Durand. MESURES DE R. M. N. SUR LES ALLIAGES DILUÉS DE COBALT AVEC LES ÉLÉMENTS DE TRANSITION. Journal de Physique Colloques, 1971, 32 (C1), pp.C1-899-C1-901.

�10.1051/jphyscol:19711319�. �jpa-00214351�

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JOURNAL DE PHYSIQUE

Colioque C I, supple'ment au no 2-3, Tome 32, Fe'vrier-Mars 1971, page C

1

- 899

MESURES DE R. M. N. SUR LES ALLIAGES DILUES DE COBALT AVEC LES ELEMENTS DE TRANSITION

J. DURAND

Equipe de Recherche sur la structure Clectronique des solides, 3, rue de l'universite, 67, Strasbourg, France.

R&umC.

- Des mesures d'khos de spin a basses et hautes temperatures sur des alliages de cobalt avec des elements des trois series de transition ont permis de confirmer I'existence d'un effet de valence et d'un effet de p6riode. Les satellites observes dans les CoRh et CoIr montrent I'importance de la stabilite et de l'extension des couches d de I'impuretk pour la determination de I'ecran. Pour les alliages oh I'etat lievirtuel apparait auniveau de Fermi, on propose une identification nouvelle pour les divers satellites de la raie du cobalt

;

en particulier, le satellite tres eloigne de la raie du cobalt est attribue aux atomes de cobalt voisins d'une ~ a i r e d'im~uretes. Dans les CoRu et CoOs. on n'a oas dCcel6 de variation anormale

_- _-

de I'bcran en fonction de la temperature.

Abstract.

-

Spin echo measurements at low and high temperatures on cobalt alloys with transition elements show the existence of a valence and period effect. The G R h and CoIr exhibit satellite lines which arise from the change in stability and extension of d shells between impurity and host atoms.

A

new interpretation of the satellite lines is suggested for alloys with virtual bound states

;

a satellite line is attributed to the neighbours of a pair of impurity atoms. In the CoRu and Coos,

^-.

the thermic variation of the screening is not anomalous.

Introduction.

-

Des mesures de rtsistivite Clectri- que [I-21, de pouvoir thermoClectrique [3-41 et d'aiman- tation 2 saturation [5-61 ont montrC, dans les alliages diluCs de cobalt avec les ClCments de transition, I'existence d'un effet de valence. (Dans une strie de transition donnte, apparition d'e. I. v pour

121

suffi- samment grand) et d'un effet de pCriode (pour les impu- retts d'une strie de transition donnte, apparition d'ttats lits virtuels [7] pour une difftrence de charge Clectro- nique I Z I d'autant plus petite que I'impuretC est plus lourde). Des mesures de R. M. N. sur le cobalt dans ces alliages doivent pouvoir confirmer ce double effet, en fournissant des renseignements sur I'extension de 17Ccran magnetique autour de chaque impuretk. Dans ce but, nous avons entrepris une etude systCmatique des alliages de cobalt, a basses et hautes tempCratures (de 4 a 650

^OK),

par la mtthode des Cchos de spin.

1. Existence de satellites du cobalt dans les alliages iso6lectroniques CoRh et CoIr.

-

Quand on passe d'une impurett d a a premibres~rie de transition A une impuretC de la t r o i s i h e strie de mCme valence, les configurations s etant supposks inchangkes, les cou- ches d deviennent de moins en moins stables et de plus en plus ttendues. Ces deux effets conjuguts intro- duisent sur I'impuretk un potentiel de plus en plus rtpulsif. L'tcran a Ctt calcult de facon self-consis- tente pour les alliages isoClectroniques [8]

;

il a CtC montrC que la variation de densit6 tlectronique en dehors de la cellule de l'impurett est du m&me ordre de grandeur que dans le cas des impuretts caracteri- stes par

Z #

0. Ceci est confirm6 expCrimentalement puisque I'tcart Av entre la raie du cobalt (v,) et les raies satellites (v,) est peu p r b le mCme pour les alliages oh 1 Z I

⁼

0 et pour ceux oh 1 Z 1 # 0 : nous obtenons pour les CoRh, Av

=

7,25 Mc/s et pour les G I r , Av

⁼

16 ~ c / s . Ces rCsultats expliquent les rCsistivitCs rCsiduelles relativement fortes mesurCes sur les - CoRh et CoIr [2].

_--

11.

Interpretation des satellites. Importance des effets de paires dans l a alliages prhentant des e.

1.

v.

-

On dispose a ce jour d'un certain nombre de mesures de R. M. N. sur les alliages de cobalt. Sur les CoFe, trois satellites du cobalt (Av

=

3 Mcls,

-

1,l M&,

-

2,5 Mc/s) avaient Cte observts par une mCthode stationnaire [9-101. Sur les CoMn, les mesures n'avaient montrC aucun satellite [9]. ur les Co C r , C g , CoTi, des satellites larges et CloignCs avaient ttC mis en Cvidence (Av

^E

40 Mc/s) [ I I] ainsi qu'un satellite proche (Av

=

5,2 Mc/s) pour les CoV [12]. Sur les CoOs, COW et CoMo, on avait observ~ un satel- lite T r o c h e ~ ~ v e 8 ~ ~ 1 s ) et un satellite Cloignt (Av -- 50 Mc/s) [13-141. S'appuyant sur la comparai- son entre les intensitts inttgrCes des difftrents satel- lites pour une concentration donnCe d'une impuretC, les auteurs citCs avaient attribut le satellite Cloignt a l'effet des atomes de cobalt premiers voisins d'une impuretC isolte et le satellite proche aux troisiimes voisins

;

entre les deux, on aurait un signal considera- blement tlargi dQ aux seconds voisins.

Cependant, les concentrations d'impuretCs CtudiCes sont souvent fortes pour que la comparaison des intensitts relatives ait un sens [I]. Nous avons donc repris ces etudes en portant notre attention sur la dipendance en concentration de i'intensitC des raies satellites et en utilisant nos mesures de T, (a publier).

Dans les CoMn, nous avons obtenu deux satellites (Av

⁼

4 , 5 ~ c / s et Av

⁼

50,5 Mc/s)

;

dans les CoCr et CoTi,

- .-

nous avons trouvt des satellites proches (Av

⁼

8,5 Mc/s pour les CoTi, et Av

⁼

4 et 6,5 Mc/s pour les CoCr)

;

dans l e z o ~ , nous avons observC un nouveG satellite

B

Av =8 Mc/s. Ces nouveaux rtsultats joints a ceux dtja publits, montrent que pour les alliages de cobalt CtudiCs jusqu'ici et prCsentant des e. 1. v. (CoMn, CoCr,

-

CoTi,

-

CoRu, CoMo, Coos, CoRe et COW), onobserve des satellitesri p e u p r t s acx mCmeTfrtquences et d'allure tr6s semblable

:

un ou plusieurs satellites proches (Av

=

5 a 10 Mc/s)

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19711319

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C 1 - 9 0 0 J.

DURAND et de largeur a mi-hauteur tquivalente a celle de la

raie centrale du cobalt (3 Mc/s) et un ou plusieurs satellites tloignts (Av

=

40 B 50 Mcls) et beaucoup plus larges (10 B 15 Mc/s). L'identification que nous proposons pour les satellites dans les CoV doit donc Ctre valable aussi pour tous les autres z i a g e s presen- tant des e.1.v. Or, pour les CoV, les intensitts inttgrCes des satellites (normalis~es&r les intensitts de la raie centrale) sont proportionnelles, pour c -+O, a

12 x x

c

pour la raie Av

=

5 Mcls,

^?ⁱ

6 x lo-' x c pour la raie Av

⁼

8 Mc/s (Fig. 1) et

A 6 x lo-' x c2 pour la raie Av

=

42 Mc/s (Fig. 2)

FIG. 1 . - Intensitks relatives des satellites Av = 5 Mc/s ( 0 ) et Av = 8 Mc/s

(A)

en fonction de c en %at. pour les CoV

Q 4 OK.

FIG. 2. - Intensite relative du satellite Av = 42 Mc/s en fono tion de c2 (C en % at.) pour I e s G V a 4 OK.

(c exprimt en % at.). Les satellites Av

=

5 Mc/s et 8 Mc/s sont donc attribuCs aux atomes de cobalt premiers et deuxitmes voisins d'un atome is016 de vanadium, et le satellite Av

=

42 Mc/s aux voisins d'une paire d'impuretds. L'ordre de grandeur du

terme en

c2

apparait raisonnable. On a, en effet, 18,8 et 32 atomes de cobalt qui sont respectivement premiers, deuxitmes et troisitmes voisins d'un des atomes de la paire

;

tous ces voisins fourniraient une contribution globale de I'ordre de 7 x lo-' x cZ et on aurait la une explication de la largeur de ce satellite.

Une Ctude dttaillte des satellites des autres alliages prtsentant des e. 1. v. est en cours. Nos rtsultats prtli- minaires montrent que l'attribution faite dans le CoV -

est a Ctendre B tous les alliages prCsentant des e. 1. v.

Ceci est confirme par les mesures d'aimantation moyenne

[6],

de diffraction de neutrons

[15]

et par nos mesures de rtsistivitt rtsiduelle

[I].

111. Etude de l'bran en fonction de la temp6rature dans les CoRu et CoOs.

-

Pour expliquer le compor- tement Gormal en fonction de la temptrature des champs hyperfins dans le - FeMn, Campbell

[I61

a suggtrC que, dans le cas ou un e. 1.v. Ctait a demi- plein, on pouvait s'attendre a une variation impor- tante de l'ecran en fonction de la temptrature. Des exptriences de corrtlations angulaires faites sur le ruthCnium dans les NiRu ont montrC une anomalie semblable pour T/Y ^> ^{0,2 (T,,} temptrature de Curie)

[17].

Or, la structure tlectronique des CoRu et CoOs est analogue a celle des NiRu [2] (e.1.v. B m o i t i ~ Fein). Nous avons donc s u i v i x variation de l'tcran en fonction de la tempirature dans les CoRu et Q O s en mesurant la variation de ( v , ( ~ ) / v , ( ~ ) ) ~ r le satellite dii aux premiers voisins d'une impurett isolCe. En fait, comme pour d'autres alliages de Co [19-201 on n'ob- serve, jusqu'a TIT,

⁼

0,45, aucune anomalie de la

FIG. 3. - (VS(T)/VS(O) en fonction du rapport TITc pour les satellites dus aux cobalts premiers voisins du ruth6nium et de I'osmium dans les C_oRu et 5 0 s . La wurbe en trait plein trace 1'evolution de l'aimantation (o(T)/u(o)) en fonction de TITc ; [Myers-Sucksmith [IS] (phase hexagonale) et Crangle [18]

(phase cubique)].

variation thermique du champ hyperfin attribuable B la variation de l'tcran avec la temfirature. Une mCme Ctude reste B faire sur les impuretCs de ruthCnium et d'osmium.

Conclusion.

-

Ces rtsultats confirment l'existence

d'un effet de valence et d'un effet de ptriode dans les

(4)

MESURES DE R. M. N. SUR LES ALLIAGES

DILUES

DE COBALT AVEC LES

ELEMENTS

DE TRANSITION C 1 + 901

alliages de cobalt. 11s permettent, en effet, de classer ttendue autour de l'impurett et oh les effets de paires ces alliages en deux groupes : Ies alliages CoFe, CoRh donnent naissance a des satellites kloignb.

et CoIr, d'une part, oh Yon n'a que des s ~ l l i t e c p r o -

ches

;

d'autre part, les alliages ayant un e. 1. v. plein Remerciements.

-

Je remercie vivement les profes- ou

^Zi

demi-plein, oh la perturbation magnttique est seurs F. Gautier et C. Robert pour leur aide prCcieuse.

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