Nouvel appareillage de mesure des aimantations ; application au cristal de cobalt

(1)

HAL Id: jpa-00236595

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236595

Submitted on 1 Jan 1961

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Nouvel appareillage de mesure des aimantations ; application au cristal de cobalt

R. Pauthenet

To cite this version:

R. Pauthenet. Nouvel appareillage de mesure des aimantations ; application au cristal de cobalt. J.

Phys. Radium, 1961, 22 (12), pp.839-839. �10.1051/jphysrad:019610022012083900�. �jpa-00236595�

(2)

839 NOUVEL APPAREILLAGE DE MESURE

DES AIMANTATIONS ;

APPLICATION AU CRISTAL DE COBALT Par R. PAUTHENET,

Laboratoire d’Électrostatique ^et ^de Physique ^du Métal, Grenoble.

Variation thermique des constantes d’anisotropie.

^-

Nous rappelons que dans

^un

cristal de cobalt la direc- tion de facile aimantation est suivant l’axe

c

à basse

température ^et ^{dans le} plan ^de ^base ^à ^des températures.

supérieures ^à ⁶⁰⁰ ^{OK. Nous} représentons l’énergie magnétocristalline par

^une

expression ^de ^{la forme} K1.sin2 0 + K2.sin4 ⁰ ^dans laquelle ⁰ désigne l’angle

de l’aimantation spontanée Jg

^avec

^l’axe

^c.

^{La déter-} mination des constantes K1 ^et .K2

^a

^{été faite} ^entre ²

et 700 OK

en

utilisant la méthode de W. Sucksmith et J. E. Thompson [1]. ^La ^constante k1 ^est égale ^à 6,6.106 ergs/cm3

^aux

^très ^basses températures, ^décroît lorsque ^la température croît, ^s’annule êt change ^de signe ^{à 518} ÔK; K2 ^décroît régulièrement êntre 1,55 êt 0,3.106 ergs/cm8 ; l’aimantation à saturation absolue est égale ^à 1,72 magnétons de Bohr par âtome de cobalt.

Étude du mécanisme de la variation isotherme de l’aimentation

en

fonction du champ.

^-

Désignons

par y l’angle ^du champ ^extérieur He

^avec

^l’axe c ; nous

avons

mesuré pour différents angles cp, dans des

champs extérieurs jusqu’à ^{30 000} Oe, les variations des composantes JII, ^suivant He, ^et J .1., ^suivant

^une

direction perpendiculaire ^à He, de l’intensité d’aiman- tation résultante J de la substance. Pour ceci,

^nous

avons

utilisé

un

électro-aimant de

mesure

des aiman- tations par extraction axiale dans l’entrefer duquel

est placé un circuit de

mesure

constitué par trois bobines induites dont les

axes

sont à 9Qo les

uns

des autres ; ^{l’un de}

^ces^axes

^est suivant celui de l’électro- aimant. Les résultats sont interprétés quantitati-

vement par la théorie des phases ^de domaines élémen- taires [2]. En l’absence de champ, à l’intérieur du

cristal, les aimantations spontanées sont ^le long ^de

l’axe

^c

mais dans des directions opposées ;

^on

^divise

ainsi les domaines élémentaires

^en

deux phases ^dis-

tinctes. Faisons croître He ^à partir ^de zéro,

^en

^main-

tenant l’angle cp constant ; par déplacement ^de parois, le volume de l’une des phases augmente

^aux

dépens ^du volume de l’autre phase ; les aimantations spontanées

tendent à s’aligner ^dans ^le

^sens

^de He ; l’aimantation résultante J

sera

telle que le champ ^intérieur

(n : coefficient de champ démagnétisant) soit perpen- diculaire à l’axe

^c

pour que ^{les deux} phases puissent

subsister

en

équilibre. Ce mode d’aimantation subsiste

jusqu’à

^ce

que le champ atteigne

^une

valeur pour

laquelle ^il n’y

^a

plus qu’une ^seule phase de domaines

élémentaires ; pour des champs supérieurs, la variation d’aimantation est uniquement ^due

^aux

^rotations ^de

l’aimantation spontanée ^{de la} phase ^restante.

Étude du processus du changement d’axe de facile aimentation.

^--

Dans

^un

cristal uniaxe, parfait,

^en

l’absence de champ extérieur, ^la position d’équilibre

stable de l’aimantation spontanée ^est définie par le minimum de l’expression ^de l’énergie magnétocristal-

line Kl.sin2 6 + K2.sin4 ^6. ^En général, ⁶ ^est égal ^à ⁰

ou

n/2 ; cependant, ^si ^KI ^et ^.K2 ^satisfont ^à l’inégalité

0 - Kl/2K2 1, Js ^fait l’angle

avec

l’axe

^c.

Les aimantations spontanées ^sont ^alors dirigées suivant les génératrices ^de deux cônes préfé- rentiels, opposés par le ^{sommet et} d’angle

^au

^som-

met 60. ^Cette ^condition peut être réalisée pour le cobalt entre 518 et 598,OK. Nous avons mis

en

évidence

expérimentalement ^cet angle 60. L’échantillon ^mono-

cristallin est placé au ^centre du système ^{de trois} bobines induites à

axes

perpendiculaires ; ^l’axe

^c

^fait l’angle cp

^avec

He ;

^on

^suit l’évolution de la compo- sante Ji. Lorsque ^la température croît, l’amplitude

de Ji décroit, ^s’annule pour 01 ⁼ cp puis change ^de signe. Connaissant cp,

^en

^notant la température pour

laquelle 0,

⁼

p,

^on

déduit (60, T) ; ^la ^courbe expéri-

mentale peut ^être représentée de manière satisfaisante par la variation (arc-sin v- K1/2K2, ^T). ^Dans ^cette

zone

de températures ^à ^cône préférentiel, le mécanisme d’aimantation s’effectue suivant trois modes successifs.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^SUCKSMITH (W.) ^et ^THOMPSON (J. E.), ^Proc. Roy. Soc., 1954, 225, ^362.

[2] ^NÉEL (L.), ^J. Physique Rad., 1944, 5, ^241.

SYMÉTRIE CRISTALLINE ET FAIBLE FERROMAGNÉTISME

Par E. F. BERTAUT,

Laboratoire d’Électrostatique ^et ^de Physique ^du Métal,

Grenoble.

L’auteur retrace d’abord la théorie macroscopique ^de configurations ^de spins, développée par Dzialo- shinski [1] ^et ^Turov [2] ^à l’aide de l’exemple ^d’un

orthoferrite tel que LaFeO,, pérovskite dont le groupe

d’espace ^est ^Pbnm. Cette théorie consiste à construire

un

hamiltônien H, invariant dans les opérations ^de symétrie du groupe cristallographique. ^Au ^lieu d’expri-

mer H dans les variables spins, ^il ^est plus ^commode d’envisager certaines combinaisons linéaires privi- légiées ^de spins ^à savoir celles qui forment la base de

représentations irréductibles : dans le

cas

concret des

pérovskites TFEO, (T

⁼⁼

^terre

^{rare ou}

Y), ^cette ^base

est formée par les quatre vecteurs, F, G, C, A (1)

^corres-

pondant

aux

spins si (j

⁼⁼

^1,

^...,

4) ^des ^atomes ^{de Fe}

^aux

Nouvel appareillage de mesure des aimantations ; application au cristal de cobalt

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HAL 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.

Nouvel appareillage de mesure des aimantations ; application au cristal de cobalt

R. Pauthenet

To cite this version:

R. Pauthenet. Nouvel appareillage de mesure des aimantations ; application au cristal de cobalt. J.

Phys. Radium, 1961, 22 (12), pp.839-839. �10.1051/jphysrad:019610022012083900�. �jpa-00236595�

839 NOUVEL APPAREILLAGE DE MESURE

DES AIMANTATIONS ;

APPLICATION AU CRISTAL DE COBALT Par R. PAUTHENET,

Laboratoire d’Électrostatique et de Physique du Métal, Grenoble.

Variation thermique des constantes d’anisotropie.

Nous rappelons que dans

cristal de cobalt la direc- tion de facile aimantation est suivant l’axe

à basse

température et dans le plan de base à des températures.

supérieures à 600 OK. Nous représentons l’énergie magnétocristalline par

expression de la forme K1.sin2 0 + K2.sin4 0 dans laquelle 0 désigne l’angle

de l’aimantation spontanée Jg

l’axe

La déter- mination des constantes K1 et .K2

été faite entre 2

et 700 OK

utilisant la méthode de W. Sucksmith et J. E. Thompson [1]. La constante k1 est égale à 6,6.106 ergs/cm3

très basses températures, décroît lorsque la température croît, s’annule et change de signe à 518 OK; K2 décroît régulièrement entre 1,55 et 0,3.106 ergs/cm8 ; l’aimantation à saturation absolue est égale à 1,72 magnétons de Bohr par atome de cobalt.

Étude du mécanisme de la variation isotherme de l’aimentation

fonction du champ.

Désignons

par y l’angle du champ extérieur He

l’axe c ; nous

mesuré pour différents angles cp, dans des

champs extérieurs jusqu’à 30 000 Oe, les variations des composantes JII, suivant He, et J .1., suivant

direction perpendiculaire à He, de l’intensité d’aiman- tation résultante J de la substance. Pour ceci,

utilisé

électro-aimant de

des aiman- tations par extraction axiale dans l’entrefer duquel

est placé un circuit de

constitué par trois bobines induites dont les

sont à 9Qo les

des autres ; l’un de

est suivant celui de l’électro- aimant. Les résultats sont interprétés quantitati-

vement par la théorie des phases de domaines élémen- taires [2]. En l’absence de champ, à l’intérieur du

cristal, les aimantations spontanées sont le long de

l’axe

mais dans des directions opposées ;

divise

ainsi les domaines élémentaires

deux phases dis-

tinctes. Faisons croître He à partir de zéro,

main-

tenant l’angle cp constant ; par déplacement de parois, le volume de l’une des phases augmente

dépens du volume de l’autre phase ; les aimantations spontanées

tendent à s’aligner dans le

de He ; l’aimantation résultante J

telle que le champ intérieur

(n : coefficient de champ démagnétisant) soit perpen- diculaire à l’axe

pour que les deux phases puissent

subsister

équilibre. Ce mode d’aimantation subsiste

jusqu’à

que le champ atteigne

valeur pour

laquelle il n’y

plus qu’une seule phase de domaines

élémentaires ; pour des champs supérieurs, la variation d’aimantation est uniquement due

rotations de

l’aimantation spontanée de la phase restante.

Étude du processus du changement d’axe de facile aimentation.

Dans

cristal uniaxe, parfait,

l’absence de champ extérieur, la position d’équilibre

stable de l’aimantation spontanée est définie par le minimum de l’expression de l’énergie magnétocristal-

line Kl.sin2 6 + K2.sin4 6. En général, 6 est égal à 0

n/2 ; cependant, si KI et .K2 satisfont à l’inégalité

0 - Kl/2K2 1, Js fait l’angle

l’axe

Laboratoire d’Électrostatique ^et ^de Physique ^du Métal, Grenoble.

température ^et ^{dans le} plan ^de ^base ^à ^des températures.

supérieures ^à ⁶⁰⁰ ^{OK. Nous} représentons l’énergie magnétocristalline par

expression ^de ^{la forme} K1.sin2 0 + K2.sin4 ⁰ ^dans laquelle ⁰ désigne l’angle

^l’axe

^{La déter-} mination des constantes K1 ^et .K2

^{été faite} ^entre ²

utilisant la méthode de W. Sucksmith et J. E. Thompson [1]. ^La ^constante k1 ^est égale ^à 6,6.106 ergs/cm3

^très ^basses températures, ^décroît lorsque ^la température croît, ^s’annule êt change ^de signe ^{à 518} ÔK; K2 ^décroît régulièrement êntre 1,55 êt 0,3.106 ergs/cm8 ; l’aimantation à saturation absolue est égale ^à 1,72 magnétons de Bohr par âtome de cobalt.

par y l’angle ^du champ ^extérieur He

^l’axe c ; nous

champs extérieurs jusqu’à ^{30 000} Oe, les variations des composantes JII, ^suivant He, ^et J .1., ^suivant

direction perpendiculaire ^à He, de l’intensité d’aiman- tation résultante J de la substance. Pour ceci,

des autres ; ^{l’un de}

^est suivant celui de l’électro- aimant. Les résultats sont interprétés quantitati-

vement par la théorie des phases ^de domaines élémen- taires [2]. En l’absence de champ, à l’intérieur du

cristal, les aimantations spontanées sont ^le long ^de

^divise

deux phases ^dis-

tinctes. Faisons croître He ^à partir ^de zéro,

^main-

tenant l’angle cp constant ; par déplacement ^de parois, le volume de l’une des phases augmente

dépens ^du volume de l’autre phase ; les aimantations spontanées

tendent à s’aligner ^dans ^le

^de He ; l’aimantation résultante J

telle que le champ ^intérieur

pour que ^{les deux} phases puissent

laquelle ^il n’y

plus qu’une ^seule phase de domaines

élémentaires ; pour des champs supérieurs, la variation d’aimantation est uniquement ^due

^rotations ^de

l’aimantation spontanée ^{de la} phase ^restante.

l’absence de champ extérieur, ^la position d’équilibre

stable de l’aimantation spontanée ^est définie par le minimum de l’expression ^de l’énergie magnétocristal-

line Kl.sin2 6 + K2.sin4 ^6. ^En général, ⁶ ^est égal ^à ⁰

n/2 ; cependant, ^si ^KI ^et ^.K2 ^satisfont ^à l’inégalité

0 - Kl/2K2 1, Js ^fait l’angle

Les aimantations spontanées ^sont ^alors dirigées suivant les génératrices ^de deux cônes préfé- rentiels, opposés par le ^{sommet et} d’angle

^som-

met 60. ^Cette ^condition peut être réalisée pour le cobalt entre 518 et 598,OK. Nous avons mis

expérimentalement ^cet angle 60. L’échantillon ^mono-

cristallin est placé au ^centre du système ^{de trois} bobines induites à

perpendiculaires ; ^l’axe

^fait l’angle cp

^suit l’évolution de la compo- sante Ji. Lorsque ^la température croît, l’amplitude

de Ji décroit, ^s’annule pour 01 ⁼ cp puis change ^de signe. Connaissant cp,

^notant la température pour

déduit (60, T) ; ^la ^courbe expéri-

mentale peut ^être représentée de manière satisfaisante par la variation (arc-sin v- K1/2K2, ^T). ^Dans ^cette

de températures ^à ^cône préférentiel, le mécanisme d’aimantation s’effectue suivant trois modes successifs.

[1] ^SUCKSMITH (W.) ^et ^THOMPSON (J. E.), ^Proc. Roy. Soc., 1954, 225, ^362.

[2] ^NÉEL (L.), ^J. Physique Rad., 1944, 5, ^241.

Laboratoire d’Électrostatique ^et ^de Physique ^du Métal,

L’auteur retrace d’abord la théorie macroscopique ^de configurations ^de spins, développée par Dzialo- shinski [1] ^et ^Turov [2] ^à l’aide de l’exemple ^d’un

d’espace ^est ^Pbnm. Cette théorie consiste à construire

hamiltônien H, invariant dans les opérations ^de symétrie du groupe cristallographique. ^Au ^lieu d’expri-

mer H dans les variables spins, ^il ^est plus ^commode d’envisager certaines combinaisons linéaires privi- légiées ^de spins ^à savoir celles qui forment la base de

^terre

Y), ^cette ^base

^1,

4) ^des ^atomes ^{de Fe}

fs 1 ¹ 1 11 1 ⁰

p p 2 2 2’ 22’ ²

Le vecteur G caractérise la configuration ^colinéaire (+-+-) pour laquelle îl êst ^maximum. ^F (1) êst