Antiferromagnétisme hélicoïdal

(1)

HAL Id: jpa-00236189

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236189

Submitted on 1 Jan 1960

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 hélicoïdal

A. Herpin, P. Meriel, J. Villain

To cite this version:

A. Herpin, P. Meriel, J. Villain. Antiferromagnétisme hélicoïdal. J. Phys. Radium, 1960, 21 (1),

pp.67-67. �10.1051/jphysrad:0196000210106701�. �jpa-00236189�

(2)

67 dence rapide. ^En effet, t ^demeure inchangé ^car ^r ^est

quatre ^fois plus ^court ^et ^lV quatre ^fois plus petit !

Nous avons utilisé le montage de coïncidences rapide déjà ^décrit [3]. ^Les photomultiplicateurs ^{55 AVP} (et ⁵⁵ UVP) ayant ûn gain insuffisant, îl â ^{été néces-}

saire d’ajouter ² amplificateurs distribués Hewlett- Packard (gain ^N 100) ^dans chaque ^voie ^avant écrêtage.

Nous ^avons tracé la courbe des coïncidences entre les

photons ^{de 41} ^et ¹⁰⁰ ^keV ^{dans le} désintégration :

153Gd --> 153Eu, ^en ^utilisant le cristal INa _pur pour détecter le photon ^de ⁴¹ ^keV. L’étude de cette courbe

permet d’obtenir : t (41 keV) 1,8.10-9 s, alors

qu’avec ^un cristal I Na (Tl) ^{on a :}

Aucune amélioration significative ^n"est ^{donc obte-}

nue en utilisant un cristal ^INa ^« pur » ^au lieu d’un cristal INa (Tl).

Le montage ^décrit

^-

plus ^difficile ^à ^utiliser que le montage normal, ^en raison de la nécessité de refroidir le scintillateur

^-

pourrait ^devenir avantageux ^si ^l’on

obtenait des cristaux plus purs, ayant ^un ^rendement lumineux plus élevé, comme ceux de Van Sciver a

étudiés [6].

^,

Lettre _reçue le 10 novembre 1959.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^POST (R. F.) ^et ^SCHIFF (L.I.), Phys. Rev., 1950, 80,

1113.

[2] ^BELL (R. E.), 03B2 and 03B3 ray spectroscopy, ^K. Siegbahn, 1955, chap. ^XVIII.

[3] ^VERGNES (M.), Thèse, Paris, ¹⁹⁵⁹ ^à paraître ^aux

Annales de Physique.

[4] VAN SCIVER (W.) ^et HOFSTADTER (R.), Phys. Rev., 1955, 97, 1181.

[5] VAN SCIVER (W.), Nucleonics, 1956, 14, 4, 50, [6] ^VAN ^SCIVER (W.) ^{et BOGART} (L.), IRE Trans. Nuclear

Sc., 1958, 5, 3, ^90.

[7] ^MOTT (W.) ^et ^SUTTON (R. B.), ^Handbuch ^der Physik XLV, 97.

[8] ^BEGHIAN (N. E.), ^KEGEL (G. ^H. R.) et SCHARENBERG

(R. P.), ^{Rev. Sc.} Instr., 1958, 29, 753.

ANTIFERROMAGNÉTISME HÉLICOÏDAL ₍₁₎

Par MM. A. HERPIN, ^P. ^MERIEL ^et ^J. VILLAIN,

Centre d’Études Nucléaires de Saclay.

Dans un réseau quadratique ^centré ^d’atomes magné- tiques, supposons que tous les moments magnétiques

des atomes d’un plan réticulaire perpendiculaire ^à ^l’un

des axes du cristal soient fortement couplés ^ferroma- gnétiquement ^et parallèles ^à ^ce plan. ^On peut ^consi-

dérer cette structure comme un empilement ^de ^feuil-

lets d’atomes magnétiques, ^les ^moments ^des ^atomes ^de

deux feuillets voisins faisant êntre êux ûn angle ⁰ (les

solutions ferromagnétique ^et antiferromagnétique simple ^sont ^deux ^cas particuliers correspondant ^res- pectivement ^à ⁶

⁼

⁰ ^et ⁶

⁼⁼

7t). L’énergie d’échange (’)’Cette ^lettre ^et les huit suivantes ont fait l’objet ^de

communications à la Société française ^de Physique, ^le

12 décembre 1959.

peut s’écrire, ^en ^se ^limitant ^aux ^deux premiers ^{termes :}

La structure magnétique ^stable ^sera ^celle qui

rend minimum. On montre aisément que si p > 0

et 1 ^1, c’est-à-dire s’il existe entre les atomes des feuillets seconds voisins des interactions antiferro- magnétiques ^assez fortes, la solution stable est celle pour laquelle ^cos

L’alhage ^MnAu2 ^lourmt ûn exemple ^{d’un tel} ânti- ferromagnétisme hélicoïdal. Une étude par diffraction de neutrons de cet alliage â ^montré que l’angle ⁰ ^doit

être de l’ordre de 510. Le spectre de diffraction est tout différent de ceux que l’on obtient dans le ^cas des structures ferromagnétiques êt antiferromagnétiques simples où ^{les raies} d’origine magnétique ôu ^bien ^sont superposées âux ^raies d’origine nucléaire, ôu ^bien apparaissent ^à ^des angles correspondant âux ^vecteurs

de diffusion d’une maille qui ^est ^un multiple simple

de la maille nucléaire. Dans le cas’:de MnAu2, ^les

réflexions magnétiques correspondent ^aux noeuds d’un réseau réciproque qu’on déduit du réseau réciproque

nucléaire par les translations :t: k, ^k ^étant ^un ^vecteur parallèle ^à ^C ^et égal à -2-. _Chaque raie nucléaire est

nc

alors flanquée de deux raies satellites d’origine magné- tique, sauf les raies du type ^hkO qui ^n’en comportent qu’un. Ên particulier, îl apparaît âux ^faibles angles

une raie satellite correspondant ^au ^noeud ^000.

Pour tenter d’expliquer ^les propriétés magnétiques

de cet alliage [1], ^{on a} ^étudié également l’influence d’un champ pouvant ^aller jusqu’à ²⁰ ^kOe ^sur ^les

intensités des raies de diffraction d’origine magnétique.

Cette étude a montré qu’il ^était ^{aisé de} ^faire ^tourner

les moments magnétiques ^dans ^leur ^plan, ^{mais très}

difficile de les en faire sortir.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^MEYER (A. ^J. P.) et TAGLANG (P.), ^J. Physique Rad., 1956, 27, ^n° 6, ^457-465.

DIFFUSION DES NEUTRONS PAR LES PHONONS DANS UN MONOCRISTAL

Par MM. D. CRIBIER, B. JACROT et D. SAINT-JAMES,

Centre d’Études Nucléaires de Saclay.

L’étude du spectre de vibration des cristaux par diffusion des neutrons lents proposée par A. ^Herpin

en 1954 [1] ^a ^fait l’objet de nombreuses expériences.

Nous présentons ^ici quelques résultats, ^ainsi qu’une

discussion des conditions expérimentales, ^{dans le} ^cas

d’un monocristal de cuivre.

Dans le phénomène étudié où le neutron absorbe ^ou émet un phonon (quantum d’énergie d’agitation ^ther- mique), l’énergie ^et ^la quantité ^de mouvement sont

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0196000210106701

Antiferromagnétisme hélicoïdal

HAL Id: jpa-00236189

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236189

Submitted on 1 Jan 1960

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 hélicoïdal

A. Herpin, P. Meriel, J. Villain

To cite this version:

A. Herpin, P. Meriel, J. Villain. Antiferromagnétisme hélicoïdal. J. Phys. Radium, 1960, 21 (1),

pp.67-67. �10.1051/jphysrad:0196000210106701�. �jpa-00236189�

67 dence rapide. En effet, t demeure inchangé car r est

quatre fois plus court et lV quatre fois plus petit !

Nous avons utilisé le montage de coïncidences rapide déjà décrit [3]. Les photomultiplicateurs 55 AVP (et 55 UVP) ayant un gain insuffisant, il a été néces-

saire d’ajouter 2 amplificateurs distribués Hewlett- Packard (gain N 100) dans chaque voie avant écrêtage.

Nous avons tracé la courbe des coïncidences entre les

photons de 41 et 100 keV dans le désintégration :

153Gd --&#x3E; 153Eu, en utilisant le cristal INa pur pour détecter le photon de 41 keV. L’étude de cette courbe

permet d’obtenir : t (41 keV) 1,8.10-9 s, alors

qu’avec un cristal I Na (Tl) on a :

Aucune amélioration significative n"est donc obte-

nue en utilisant un cristal INa « pur » au lieu d’un cristal INa (Tl).

Le montage décrit

plus difficile à utiliser que le montage normal, en raison de la nécessité de refroidir le scintillateur

pourrait devenir avantageux si l’on

obtenait des cristaux plus purs, ayant un rendement lumineux plus élevé, comme ceux de Van Sciver a

étudiés [6].

Lettre reçue le 10 novembre 1959.

BIBLIOGRAPHIE

[1] POST (R. F.) et SCHIFF (L.I.), Phys. Rev., 1950, 80,

1113.

[2] BELL (R. E.), 03B2 and 03B3 ray spectroscopy, K. Siegbahn, 1955, chap. XVIII.

[3] VERGNES (M.), Thèse, Paris, 1959 à paraître aux

Annales de Physique.

[4] VAN SCIVER (W.) et HOFSTADTER (R.), Phys. Rev., 1955, 97, 1181.

[5] VAN SCIVER (W.), Nucleonics, 1956, 14, 4, 50, [6] VAN SCIVER (W.) et BOGART (L.), IRE Trans. Nuclear

Sc., 1958, 5, 3, 90.

[7] MOTT (W.) et SUTTON (R. B.), Handbuch der Physik XLV, 97.

[8] BEGHIAN (N. E.), KEGEL (G. H. R.) et SCHARENBERG

(R. P.), Rev. Sc. Instr., 1958, 29, 753.

ANTIFERROMAGNÉTISME HÉLICOÏDAL (1)

Par MM. A. HERPIN, P. MERIEL et J. VILLAIN,

Centre d’Études Nucléaires de Saclay.

Dans un réseau quadratique centré d’atomes magné- tiques, supposons que tous les moments magnétiques

des atomes d’un plan réticulaire perpendiculaire à l’un

des axes du cristal soient fortement couplés ferroma- gnétiquement et parallèles à ce plan. On peut consi-

dérer cette structure comme un empilement de feuil-

lets d’atomes magnétiques, les moments des atomes de

deux feuillets voisins faisant entre eux un angle 0 (les

solutions ferromagnétique et antiferromagnétique simple sont deux cas particuliers correspondant res- pectivement à 6

0 et 6

7t). L’énergie d’échange (’)’Cette lettre et les huit suivantes ont fait l’objet de

communications à la Société française de Physique, le

12 décembre 1959.

peut s’écrire, en se limitant aux deux premiers termes :

La structure magnétique stable sera celle qui

rend minimum. On montre aisément que si p &#x3E; 0

et 1 1, c’est-à-dire s’il existe entre les atomes des feuillets seconds voisins des interactions antiferro- magnétiques assez fortes, la solution stable est celle pour laquelle cos

L’alhage MnAu2 lourmt un exemple d’un tel anti- ferromagnétisme hélicoïdal. Une étude par diffraction de neutrons de cet alliage a montré que l’angle 0 doit

de diffusion d’une maille qui est un multiple simple

de la maille nucléaire. Dans le cas’:de MnAu2, les

réflexions magnétiques correspondent aux noeuds d’un réseau réciproque qu’on déduit du réseau réciproque

nucléaire par les translations :t: k, k étant un vecteur parallèle à C et égal à -2-. Chaque raie nucléaire est

nc

alors flanquée de deux raies satellites d’origine magné- tique, sauf les raies du type hkO qui n’en comportent qu’un. En particulier, il apparaît aux faibles angles

une raie satellite correspondant au noeud 000.

Pour tenter d’expliquer les propriétés magnétiques

de cet alliage [1], on a étudié également l’influence d’un champ pouvant aller jusqu’à 20 kOe sur les

intensités des raies de diffraction d’origine magnétique.

Cette étude a montré qu’il était aisé de faire tourner

les moments magnétiques dans leur plan, mais très

difficile de les en faire sortir.

BIBLIOGRAPHIE

[1] MEYER (A. J. P.) et TAGLANG (P.), J. Physique Rad., 1956, 27, n° 6, 457-465.

DIFFUSION DES NEUTRONS PAR LES PHONONS DANS UN MONOCRISTAL

Par MM. D. CRIBIER, B. JACROT et D. SAINT-JAMES,

Centre d’Études Nucléaires de Saclay.

L’étude du spectre de vibration des cristaux par diffusion des neutrons lents proposée par A. Herpin

en 1954 [1] a fait l’objet de nombreuses expériences.

Nous présentons ici quelques résultats, ainsi qu’une

67 dence rapide. ^En effet, t ^demeure inchangé ^car ^r ^est

quatre ^fois plus ^court ^et ^lV quatre ^fois plus petit !

Nous avons utilisé le montage de coïncidences rapide déjà ^décrit [3]. ^Les photomultiplicateurs ^{55 AVP} (et ⁵⁵ UVP) ayant ûn gain insuffisant, îl â ^{été néces-}

saire d’ajouter ² amplificateurs distribués Hewlett- Packard (gain ^N 100) ^dans chaque ^voie ^avant écrêtage.

Nous ^avons tracé la courbe des coïncidences entre les

photons ^{de 41} ^et ¹⁰⁰ ^keV ^{dans le} désintégration :

153Gd --> 153Eu, ^en ^utilisant le cristal INa _pur pour détecter le photon ^de ⁴¹ ^keV. L’étude de cette courbe

qu’avec ^un cristal I Na (Tl) ^{on a :}

Aucune amélioration significative ^n"est ^{donc obte-}

nue en utilisant un cristal ^INa ^« pur » ^au lieu d’un cristal INa (Tl).

Le montage ^décrit

plus ^difficile ^à ^utiliser que le montage normal, ^en raison de la nécessité de refroidir le scintillateur

pourrait ^devenir avantageux ^si ^l’on

obtenait des cristaux plus purs, ayant ^un ^rendement lumineux plus élevé, comme ceux de Van Sciver a

Lettre _reçue le 10 novembre 1959.

[1] ^POST (R. F.) ^et ^SCHIFF (L.I.), Phys. Rev., 1950, 80,

[2] ^BELL (R. E.), 03B2 and 03B3 ray spectroscopy, ^K. Siegbahn, 1955, chap. ^XVIII.

[3] ^VERGNES (M.), Thèse, Paris, ¹⁹⁵⁹ ^à paraître ^aux

[4] VAN SCIVER (W.) ^et HOFSTADTER (R.), Phys. Rev., 1955, 97, 1181.

[5] VAN SCIVER (W.), Nucleonics, 1956, 14, 4, 50, [6] ^VAN ^SCIVER (W.) ^{et BOGART} (L.), IRE Trans. Nuclear

Sc., 1958, 5, 3, ^90.

[7] ^MOTT (W.) ^et ^SUTTON (R. B.), ^Handbuch ^der Physik XLV, 97.

[8] ^BEGHIAN (N. E.), ^KEGEL (G. ^H. R.) et SCHARENBERG

(R. P.), ^{Rev. Sc.} Instr., 1958, 29, 753.

ANTIFERROMAGNÉTISME HÉLICOÏDAL ₍₁₎

Par MM. A. HERPIN, ^P. ^MERIEL ^et ^J. VILLAIN,

Dans un réseau quadratique ^centré ^d’atomes magné- tiques, supposons que tous les moments magnétiques

des atomes d’un plan réticulaire perpendiculaire ^à ^l’un

des axes du cristal soient fortement couplés ^ferroma- gnétiquement ^et parallèles ^à ^ce plan. ^On peut ^consi-

dérer cette structure comme un empilement ^de ^feuil-

lets d’atomes magnétiques, ^les ^moments ^des ^atomes ^de

deux feuillets voisins faisant êntre êux ûn angle ⁰ (les

solutions ferromagnétique ^et antiferromagnétique simple ^sont ^deux ^cas particuliers correspondant ^res- pectivement ^à ⁶

⁰ ^et ⁶

7t). L’énergie d’échange (’)’Cette ^lettre ^et les huit suivantes ont fait l’objet ^de

communications à la Société française ^de Physique, ^le

peut s’écrire, ^en ^se ^limitant ^aux ^deux premiers ^{termes :}

La structure magnétique ^stable ^sera ^celle qui

rend minimum. On montre aisément que si p > 0

et 1 ^1, c’est-à-dire s’il existe entre les atomes des feuillets seconds voisins des interactions antiferro- magnétiques ^assez fortes, la solution stable est celle pour laquelle ^cos

L’alhage ^MnAu2 ^lourmt ûn exemple ^{d’un tel} ânti- ferromagnétisme hélicoïdal. Une étude par diffraction de neutrons de cet alliage â ^montré que l’angle ⁰ ^doit

de diffusion d’une maille qui ^est ^un multiple simple

de la maille nucléaire. Dans le cas’:de MnAu2, ^les

réflexions magnétiques correspondent ^aux noeuds d’un réseau réciproque qu’on déduit du réseau réciproque

nucléaire par les translations :t: k, ^k ^étant ^un ^vecteur parallèle ^à ^C ^et égal à -2-. _Chaque raie nucléaire est

alors flanquée de deux raies satellites d’origine magné- tique, sauf les raies du type ^hkO qui ^n’en comportent qu’un. Ên particulier, îl apparaît âux ^faibles angles

une raie satellite correspondant ^au ^noeud ^000.

Pour tenter d’expliquer ^les propriétés magnétiques

de cet alliage [1], ^{on a} ^étudié également l’influence d’un champ pouvant ^aller jusqu’à ²⁰ ^kOe ^sur ^les

Cette étude a montré qu’il ^était ^{aisé de} ^faire ^tourner

les moments magnétiques ^dans ^leur ^plan, ^{mais très}

[1] ^MEYER (A. ^J. P.) et TAGLANG (P.), ^J. Physique Rad., 1956, 27, ^n° 6, ^457-465.

L’étude du spectre de vibration des cristaux par diffusion des neutrons lents proposée par A. ^Herpin

en 1954 [1] ^a ^fait l’objet de nombreuses expériences.

Nous présentons ^ici quelques résultats, ^ainsi qu’une

discussion des conditions expérimentales, ^{dans le} ^cas

Dans le phénomène étudié où le neutron absorbe ^ou émet un phonon (quantum d’énergie d’agitation ^ther- mique), l’énergie ^et ^la quantité ^de mouvement sont