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Résonance magnétique de MnAu2

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Academic year: 2021

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Texte intégral

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HAL Id: jpa-00236048

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236048

Submitted on 1 Jan 1959

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Résonance magnétique de MnAu2

Georges Asch

To cite this version:

Georges Asch. Résonance magnétique de MnAu2. J. Phys. Radium, 1959, 20 (2-3), pp.349-351.

�10.1051/jphysrad:01959002002-3034900�. �jpa-00236048�

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349

RESONANCE MAGNETIQUE DE MnAu2

Par GEORGES ASCH,

Laboratoires Pierre-Weiss, Strasbourg, France.

Résumé. 2014 La résonance magnétique de MnAu2 polycristallin a été étudiée à 9 300 MHz et 35 630 MHz entre 2014 100 °C et + 140 °C. Les résultats expérimentauxrelatifs au domaine antiferro-

magnétique s’interprètent convenablement par la théorie de la résonance antiferromagnétique appliquée au modèle proposé par L. Néel pour l’interprétation des propriétés magnétiques de MnAu2.

Abstract.

2014

Magnetic resonance of polycrystalline MnAu2 has been observed at 9 300 MHz and 35 630 MHz between 2014 100 °C and + 140 °C. The resonance observed in the antiferro-

magnetic state is explained by antiferromagnetic resonance theory applied to the model of MaAu2 given by L. Néel.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 20, FÉVRIER-MARS 1959,

Dans le cadre de l’étude d’ensemble entreprise

au Laboratoire Pierre Weiss de Strasbourg des propriétés magnétiques de MnAu2 nous avons

mesuré l’absorption par ce corps’ des ondes élec-

tromagnétiques ultra-courtes en fonction d’un

champ statique externe.

Cette étude a été réalisée à la fréquence de

9 300 MHz à la température de 17 OC, ainsi qu’à

la fréquence de 35 630 MHz dans un domaine de températures s’étendant de - 100 à + 140 °C.

L’étude expérimentale est basée sur la mesure

de la variation en fonction du champ statique

externe de la puissance transmise par une cavité résonnante dans laquelle était fixé l’échantillon à étudier. Ce dernier, ayant la forme d’un disque plan dont la surface a été polie à l’alumine, cons-

titue le fond de la cavité.

Les mesures faites aux différentes fréquences

ont porté sur les mêmes disques.

Nous avons vérifié sur des échantillons provenant

de la même fusion et ayant subi les mêmes traite- ments thermiques que l’alliage utilisé possède les propriétés magnétiques caractéristiques de MnAu2.

Rappelons qu’au-dessous de 90 °C dans les

champs inférieurs à un champ seuil (d’environ

10 000 Oe) MnAu2 est antiferromagnétique (xo = 370.10-6/g).

Pour les champs supérieurs au champ seuil

l’aimantation croît rapidement et tend vers une

saturation. MnAu2 présente alors les propriétés

d’un ferromagnétique. Quand la température approche de 90 °C, la valeur du champ seuil

diminue. Au-dessus de 90 °C, MnAu2 est para-

magnétique et sa susceptibilité est indépendante

du champ.

Les résultats expérimentaux sont les sui-

vants [1] :

A 9 300 MHz et 17 °C aucune variation de

l’absorption en fonction du champ n’est décelable.

A 35 630 MHz l’absorption est fonction du champ et de la température (fig. 1).

FIG. 1.

A -100°C on observe un maximum d’absorp-

tion vers 6 000 Oe ; de - 100°C à 90 °C le maxi-

mum d’absorption se déplace vers des champs plus

élevés et la courbe d’absorption s’étale.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01959002002-3034900

(3)

350

Au-dessus de 90 OC on observe vers 12 700 Oe

un maximum d’absorption pratiquement indépen-

dant de la température. Aux températures supé-

rieures à la température de Néel (90 °C) le maxi-

mum d’absorption correspond à la résonance para-

magnétique. L’équation de résonance,

(1 = 2Cù 203C0 est la fréquence de travail et y =: g e

la détermination du facteur de Lan 2mc

permet la détermination du facteur de Lande g.

Le calcul donne g = 2,00.

Dans la région antiferromagnétique, l’interpré-

tation quantitative des résultats est rendue com-

plexe, d’une part par le fait que le champ de réso-

nance et le champ seuil sont d’un ordre de gran- deur voisin, d’autre part par la nature polycristal-

line des échantillons étudiés.

Nos résultats expérimentaux sont néanmoins exploitables pour les températures très en dessous

de la température de Néel et tant que le maximum

d’absorption se produit dans des champs nettement

inférieurs au champ seuil. Ceci est en particulier le

cas pour les expériences réalisées en dessous de la

température ambiante. Notre essai d’interpréta-

tion quantitative portera donc sur l’expérience réa-

lisée à - 100°C.

L’équation de résonance d’un monocristal anti-

ferromagnétique a été calculée par Nagamiya [2],

Keffer et Kittel [3]. Sous la forme donnée par N agamiya on a :

Dans cette équation on pose : 0 = angle de

l’axe cristallographique de facile aimantation avec

le champ.

n = coefficient de champ moléculaire d’échange

entre sous-réseaux modifié de façon à tenir compte

de tous les termes d’interaction isotrope entre sous-

réseaux.

K’ = énergie d’anisotropie magnétique.

Aux températures inférieures à la température

de Néel où ce sw 1, l’équation (1) devient :

L’absence de résonance à 9 300 MHz conduit à

adopter, pour le champ de résonance à 35 630 MHz,

l’équation (2) sous la forme :

L’impossibilité de l’équation (3) signifie que la résonance n’est susceptible de se produire que dans

un domaine limité d’orientations 0.

Nous supposerons que le maximum d’absorption

est au voisinage de 0 - 0. L’application de l’équa-

tion (4) à la courbe de résonance à -100 OC per- met d’écrire :

Afin de pouvoir déterminer n et K’ nous utili-

serons deux autres équations résultant des mesures

de MM. Meyer et Taglang [4] et adopterons la

notation utilisée par L. Néel dans la théorie donnée par celui-ci des propriétés magnétiques de MnAu2 [5].

En supposant l’énergie magnétocristalline de la

forme :

p et cp’ étant les angles des deux sous-réseaux

magnétiques avec l’axe de facile aimantation, et

en posant :

les aimantations spontanées de chaque sous-réseau étant supposées de même valeur et égales à M/2 ;

à - 100°C l’expérience donne :

M = 42,0 u.e.m/g.

L’expression du champ seuil est :

Des mesures de Meyer et Taglang il résulte que, à --100 oC, H. =10 200 Oe. Dans la région ferro- magnétique la loi d’approche à la saturation étant linéaire en bJE2 avec b =4K2J15M2 = n2 r2 M2/15,

la détermination expérimentale de b permet

d’écrire :

La résolution des équations (5), (6), (7) et la

discussion de leurs solutions, permettent la déter-

mination de n, r, r’. Le calcul donne :

Conclusion.

-

Les équations tirées de la théorie

du métamagnétisme de L. Néel jointes aux équa-

tions de la résonance antiferromagnétique forment

(4)

351 un système permettant la détermination des gran-

deurs magnétiques caractéristiques de MnAu,.

Quoique les valeurs numériques ainsi calculées ne

soient pas absolument satisfaisantes, on peut néan-

moins estimer convenable leur ordre de grandeur,

eu égard aux approximations employées.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ASCH (G.) et MEYER (A. J. P.), C. R. Acad. Sc., 1958, 246, 1180.

[2] NAGAMIYA (T.), Progress Theor. Phys., 1951, 6, 342.

[3] KEFFER (F.) et KITTEL (C.), Phys. Rev., 1952, 85, 329.

[4] MEYER (A. J. P.) et TAGLANG, J. Physique Rad., 1956, 17, 457 et Colloque National de Magnétisme de Strasbourg, juillet 1957.

[5] NÉEL (L.), C. R. Acad. Sc., 1956, 242, 1549.

DISCUSSION

Mr. Kittel..

-

MnAu2 has probably one of the

most unusual arrangements of exchange fields for

which electron spin resonance experiments have

been carried out. It is satisfying that so much

useful information can be extracted from the micro-

wave measurements.

M. Soutif.

-

Pourquoi les courbes d’absorption

commencent-elles par décroître lorsque le champ

croît à partir de zéro ?

M.’1! A’Bch.

-

Dans l’état actuel de nos expé-

riences, il n’est pas possible d’avancer une inter-

prétation certaine de ce phénomène.

Références

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