HAL Id: jpa-00234366
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00234366
Submitted on 1 Jan 1951
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.
Antiferromagnétisme des protoxydes de cobalt et de
nickel
M.F. Trombe
To cite this version:
ANTIFERROMAGNÉTISME
DES PROTOXYDES DE COBALT ET DE NICKEL(1)
Par M. F.
TROMBE,
Directeur de Recherches.
Sommaire. 2014 L’étude
thermomagnétique du protoxyde de nickel NiO met nettement en évidence
l’antiferromagnétisme de ce composé.
La susceptibilité magnétique de NiO passe par un maximum étalé dont la température est voisine de 647° K et paraît indépendante du champ utilisé.
L’étude thermomagnétique du protoxyde de cobalt CoO fait apparaître un maximum très aigu de la susceptibilité magnétique à la température de 292° K. Pour des températures supérieures à 475° K, le protoxyde de cobalt est paramagnétique et suit une loi de Curie-Weiss.
- LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME 12, MARS
19;)1}
PAGE 9Î0.M.
Trombe,
au nom de M. Marc Foëx et de MlleHenry
LaBlanchetais,
présente
l’étudemagné-tique
del’oxyde
de nickelpréparé
à98oo
C.M. Marc
Foëx,
dans un travailantérieur,
avait mis en évidence une anomalie de dilatation del’oxyde
denickel;
anomalie dont le maximum se situe à 5230 K(2,50° C).
Les
protoxydes
demanganèse,
defer,
decobalt,
qui
sontantiferromagnétiques, possèdent également
une anomalie de dilatation dont le maximum coïncide
approximativement
avec le maximum de leur suscep-tibilitémagnétique
en fonction de latempérature.
Fig. I . - NiO préparé à 98oo C;
x = f (T).
Par
analogie,
Marc Foëx et Ch.Henry
La Blan-chetais ontpensé
quel’oxyde
de nickel NiO pour-rait aussiprésenter
unantiferromagnétisme.
La variation
de x
en fonction deT,
étudiéeentre 77
et 11000 K met nettement en évidencel’antiferromagnétisme
del’oxyde
de nickel.x croît d’abord
lentement,
puis
deplus
enplus
rapidement
avec latempérature,
passe par un maximum très étalé et décroît ensuite. Latempé-(1) Un mémoire détaillé de Mlle Henry la Blanchetais, sur cette question, paraîtra prochainement au Journal de Physique.
rature du maximum
paraît indépendante
duchamp
et voisine de
6470
K,
alors que l’anomalie de dila-tation se situe auvoisinage
de 5230 K. Latempé-rature du
point
d’inflexion descourbe
=f (tu
varie
légèrement
avec lechamp
et passe de4920
K pour 2 200 Oe à 5o6o K pour 7 800 Oe(fig.
i).
A haute
température,
l’oxyde
de nickel NiO tend vers l’étatparamagnétique,
mais les mesures n’ont pu êtrepoursuivies
à destempératures
suffisamment élevées pourpermettre
de vérifier la loi de Curie-Weiss.M. Trombe
présente
ensuite,
au nom de MlleHenry
LaBlanchetais,
l’étude del’oxyde
de cobalt CoOpréparé
sous vide à 8200 C.Fig. 2. - CoO
préparé sous vide à 8200 C; x = f (T).
On sait que cet
oxyde
avaitdéjà
été étudié parBizette,
qui
avait mis en évidence sespropriétés
anti-ferromagnétiques
par une étude dans unchamp
élevé.171
L’étude de lVhle
Henry
LaBlanchetais,
faite dans différentschamps, beaucoup
plus
faibles que celui utilisé parBizette,
faitapparaître
un maximum trèsaigu
de la courbe en Z et T(~g. 2).
Ce
maximum,
à2g2~ K,
seproduit
à la mêmetempérature
que le maximum de l’anomalie dedila-tation de
l’oxyde
de cobalt.En outre, dans la
région d’antiferromagnétisme,
la valeurde Z
varie
avec lechamp,
et est d’autantplus
forte que lechamp
estplus
élevé.Pour
l’oxyde
de nickel(fig. i)
on observe une sensibilité auchamp
en sens inverse.Néanmoins,
il convient d’insister sur le fait que,l’oxyde
de nickel n’étant pas exactement définistoechiométriquement,
il sembledifficile
[Aactuel-lement,
d’interpréter
cephénomène.
Pour
l’oxyde
decobalt,
latempérature
maximumde Z
observée nedépend
pas duchamp
agissant.
L’étude,
àplus
hautetempérature,
del’oxyde
de cobalt a montré à MlleHenry
La Blanchetais que le domaine de sensibilité auchamp
était limitéà 4750
K environ.Au-dessus de cette
température,
lareprésentation
en i
etT (flg.
3)
donne une excellente droite deFig. 3. - CoO
préparé
sous vide à 82ooC; z
= 1 (T). xCurie-Weiss. Le moment que l’on
peut
déduire decette droite est
24,5
~.~y =4,96lJ.B
avec 0 = - 28oo K.La valeur trouvée est tout à fait admissible pour un
composé
du cobalt.Remarque
de M. Michel. - Descorps comme NiO
sont
susceptibles
deprésenter
des écarts à la compo-sitionstoechiométrique, qui
influent fortement surcertaines
caractéristiques,
comme la conductibilitéélectrique.
En est-il de même pour lespropriétés
magnétiques ?
Réponse
de M. Trombe. - Une étudemagnétique
préliminaire,
à latempérature
ordinaire,
desoxydes
de nickel obtenus par calcination du nitrate à différentestempératures
a montré que la calcination du nitratepeut
être effectuée entre 900 et I 200~ C sans que lespropriétés magnétiques
del’oxyde
obtenu soient modifiées.L’oxyde
étudié,
calciné à9800
C,
correspond
à cet intervalle detempé-rature.
Remarque
de M. Bizette. -- J’ai rectifié dans monrapport
la valeur quej’avais
donnée antérieurement pour latempérature
dupoint
de transition deCoO,
ayant,
depuis,
vérifié l’exactitude de la valeur trouvéepar Marc Foëx en étudiant la variation du coeffi-cient de dilatation en fonction de la
température.
Il faut noter que les mesures serapportent
à une seule valeur duchamp :
H = 32 ooo Oe.Réponse
de M. Trombe. - Il setrouve,
eneffet,
que MlleHenry
La Blanchetais a étudiél’oxyde
de cobalt dans deschamps plus
faibles que celui utilisé par M. Bizette. Lepoint
detransition,
pour ceschamps
relativement faibles(2
200à 7
800Oe)
semble
beaucoup plus
accusé que celuicorrespondant
auxchamps
forts. La concordance des anomaliesmagnétique
et de dilatation a puêtre,
dans cesconditions,
facilement vérifiée.Remarque
de M. Bertaut. -- Il estimportant
de connaître la structure du NiOqui
a servi aux recherchesmagnétiques,
car on connaît actuellement deuxvariétés,
l’unecubique,
l’autrerhomboédrique.
Peut-être certaines variations despropriétés
magné-tiques
sont-elles dues à des variations de structure.Réponse
de lll. Trombe. -- Il estregrettable,
en
effet,
que la structure des différentsoxydes
préparés
par Marc Foëx et MlleHenry
La Blan-chetais n’ait pu êtredéterminée,
car lesoxydes
préparés
entre 5oo et14000
C neprésentent
pas tousles mêmes
propriétés magnétiques.
’
z
Remarque
de lVl. Bizette. -Alors que,
d’après
Hedwall
(Z. f .
anorg. u.allg.
Chem.,
1922,20,
327),
NiO serait
cubique,
type
NaCI,
avec a =4, I ~
Â,
Rooksby (Nature, 1943,
152,
3o4)
le donne commelégèrement
rhomboédrique.
Remarque
de 11I. Snoek. - Thestructure of NiO
has been clarified
