Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 32, Numéro C1, Février 1971
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970
Page(s) C1-322 - C1-323
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19711106
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970

J. Phys. Colloques 32 (1971) C1-322-C1-323

DOI: 10.1051/jphyscol:19711106

ÉTUDE DE L'ANISOTROPIE DU MANGANITE DE FER PAR DIFFRACTION DE NEUTRONS A 4,2 °K

B. BOUCHER1, R. BUHL2 and M. PERRIN2

1  Service de Physique du Solide et de Résonance Magnétique, Centre d'Etudes, Nucléaires de Saclay, B. P. n° 2, 91, Gif-sur-Yvette, France
2  Laboratoire de Magnétisme, Faculté des Sciences, Tour 22, 11, quai Saint-Bernard, 75, Paris 5e


Résumé
Les mesures de diffraction de neutrons avaient déjà permis de déterminer la structure magnétique de FeMn2O4 à 4,2 °K, les moments adoptent un arrangement pyramidal distordu, l'aimantation résultante n'est colinéaire à aucun d'entre eux et est voisine (~ 4°) de la direction [101]. A 4,2 °K, il y a donc 8 domaines correspondant aux directions de facile aimantation équivalentes mais les configurations magnétiques diffèrent par une permutation de moments B en passant d'une direction à une autre. Les constantes d'anisotropie peuvent être calculées à partir des variations des intensités magnétiques des raies de diffraction 101, 112 et 200 en fonction du champ magnétique appliqué suivant le vecteur de diffusion K, quand ce champ est devenu assez grand pour que les cristallites bien orientés soient devenus monodomaines. Les énergies d'anisotropie s'écrivent : K1 sin2 2 α + K2 sin2 4 α dans le plan (001) et C(0,125 + sin2 φ - 0,5 sin2 2 φ) dans le plan (010), avec K1 = 3 x 104, K2 = - 7,5 x 103 et C = 106 ergs/g. En appliquant directement les résultats théoriques concernant les structures magnétiques anisotropes dans les spinelles, à FeMn2O4, on trouve les configurations magnétiques en fonction de leur direction dans l'espace cristallin. On détermine : la contribution de chacun des 8 domaines aux intensités magnétiques des raies 101, 112 et 200 depuis H = 0, les champs seuils de disparition des domaines et les variations de leurs volumes relatifs.


Abstract
The magnetic structure of FeMn2O4 at 4.2 °K has already been determined by neutron diffraction measurements. The moments have a distorted pyramidal arrangement, the resulting magnetization is not collinear to any of the individual moments and lies near (~ 4°) to the [101] direction. At 4.2 °K there are eight domains corresponding to the eight equivalent easy axes but the magnetic configurations differ between domains by a permutation of the B moments. The anisotropy constants can be calculated from the variations of the magnetic intensities of the 101, 112 and 200 neutron diffraction peaks as a function of the magnetic field applied along the K diffusion vector, the field being large enough to give a single domain crystal. (The anisotropy energies are : K1 sin2 2 α + K2 sin2 4 α in a (001) plane and C(0.125 + sin2 φ - 0.5 sin2 2 φ) in the (010) plane, where K1 = 3 x 104, K2 = - 7.5 x 103 and C = 106 ergs/g. The theory relative to the anisotropic magnetic structures in spinels can be directly applied to FeMn2O4 to find the magnetic configurations as a function of their directions in crystal space. The contributions of each of the eight domains to the magnetic intensities of the 101, 112 and 200 peaks from H = 0 to 15 kOe, the critical fields for the disappearance of the domains and the variations of their relative volumes are determined.