HAL Id: jpa-00216652
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Submitted on 1 Jan 1976
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TRANSFERRED AND SUPERTRANSFERRED
HYPERFINE INTERACTIONS IN EuX
HEISENBERG FERROMAGNETS
W. Zinn, Ch. Sauer
To cite this version:
JOURNAL DE PHYSIQUE Collogue C6, supplement au n° 12, Tome 37, Decembre 1976, page C6-649
TRANSFERRED AND SUPERTRANSFERRED HYPERFINE INTERACTIONS
IN EuX HEISENBERG FERROMAGNETS
W. Z I N N and C H . S A U E R
Institut fur Festkorperforschung der Kernforschungsanlage Jiilich, 517 Julich, W. G e r m a n y
Résumé. — Nous donnons ici les résultats d'une étude systématique d'interactions hyperfines
transférées et supertransférées à la fois sur le cation Eu
++et l'anion X— dans des ferromagnétiques
EuX (X = O, S, Se, Te) [1]. L'accent est mis sur les résultats obtenus par spectrométrie Môssbauer
concernant le champ hyperfin supertransféré sur les noyaux,
151Eu et
125Te, déduit de la différence
entre le champ hyperfin observé entre les états ferro et antiferromagnétique dans un champ extérieur
allant jusqu'à 13 T. D'autres résultats ont été obtenus d'une récente étude de Sr
++dilué dans
Eu i -sSrzS par spectrométrie Môssbauer de i
5*Eu [2].
La contribution AB
ren champ transféré entre r-ièms voisins de Eu est reliée à la constante
d'échange correspondante Jr de l'opérateur d'Heisenberg d'échange isotrope.
La variation du champ hyperfin total ou noyau de *
5 JEu dans la phase ordonnée ferromagnétique
indique qu'il existe une compétition entre deux mécanismes de transfert et d'échange [3].
— Une contribution négative AB® reliée à la constante négative de superéchange J
pdue à la
bande de valence.
— Une contribution positive AB
areliée à la constante positive d'échange J
adue au recouvrement
des états orbitaux 5d de Eu
++.
La diminution observée de AB? avec l'augmentation de la covalence des liaisons Eu-X alors que
la densité d'électron de valence décroît, est en contradiction avec l'idée générale que le superéchange
d'Anderson Ji est la contribution prédominante. Il semble que A5» et J» comprennent des
contri-butions ABr et Jr jusqu'au moins r = 6, en accord avec un modèle récemment proposé
par G. A. Sawatzky et al. [4]. Avec les changements observés de la structure de bande EuX entre
EuO et EuTe, cela explique également la forte décroissance observée des contributions positives
AB
&et J
Aqui sont d'un ordre de grandeur plus petit que A5
pet / P .
Abstract. — We report on recent results of a systematic study of transferred and supertransferred hyperfine interactions at both, the Eu++-cation and the X— anion sites in the Heisenberg
ferro-magnets EuX (X = O, S, Se, Te) [1]. Emphasis is laid on Mossbauer effect results on supertrans-ferred h. f. fields measured at 1 5iEu and 125Te nuclei. They are deduced from the differences in the
magnetic h. f. splitting observed between the antiferromagnetically and ferromagnetically ordered spin state in external magnetic fields up to 13 T. Further results have been obtained from a recent study of the 15 'Eu Mossbauer spectra of the Sr++-diluted Eu i -*Sr*S series [2].
The supertransferred h. f. field contributions, ABr, between rth Eu-neighbours are related to the
corresponding exchange constants, Jr, of the isotropic Heisenberg exchange operator.
The variation of the total transferred h. f. field at the »5 !Eu nucleus in the ferromagnetic ordered
phase gives evidence for two competing transfer and exchange mechanisms [3] :
— A negative contribution, AB», related to the negative superexchange constant, /p, mediated
by the valence band electrons.
— A competing positive contribution, ABa, related to the positive exchange constant, /d due
to the overlap of the Eu+ +-5d orbitals.
The observed decrease of ABp with increasing covalency of the Eu-X bond, but decreasing
valence electron density is in contradiction to the general assumption that the Anderson super-exchange Jz is the predominant contribution. There is evidence that A 5p and 7p include the
contri-butions ABr and Jr up to r = 6 at least, in agreement with a model recently proposed by G. A. Sawatz-ky et al. [4]. Together with the observed changes of the EuX band structure between EuO and EuTe it also accounts for the observed strong decrease of the positive contributions ABd and Ja,
which are of shorter range than A 5p and JP.
References
[1] For a recent review on the whole subject see ZINN, W., J. Mag. Magn. Mat. 3 (1976) 23.
[2] CRECELIUS, G., MALETTA, H., PINK, H. and ZINN, W., to be published 1977 in J. Mag. Magn. Mat.
[3] SAUER, Ch. and ZINN, W., Proc. of the International Confe-rence on Magnetism 1976, Amsterdam, to be published in Physica 1977.
[4] SAWATZKY, G. A., GEERTSMA, W. and HAAS, C , / . Mag.
Magn. Mat. 3 (1976) 37.
