Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 32, Numéro C1, Février 1971
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970
Page(s) C1-528 - C1-530
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19711177
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970

J. Phys. Colloques 32 (1971) C1-528-C1-530

DOI: 10.1051/jphyscol:19711177

TRANSPORT PROCESSES AND THERMAL CONDUCTIVITY NEAR THE CRITICAL TEMPERATURE

G. S. DIXON1, J. E. RIVES2 and D. WALTON3

1  Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tenn.
2  University of Georgia, Athens, Ga.
3  McMaster University, Hamilton, Ont. Canada


Résumé
Près d'une transition magnétique, une forte interaction entre les fluctuations critiques du système de spins et les phonons peut conduire à une diffusion de ceux-ci, avec un effet important sur la conductibilité thermique du réseau. La diffusion par le système de spins peut être séparée de la diffusion non magnétique, par l'application d'un champ magnétique assez intense pour éliminer les fluctuations en alignant les spins. Par cette technique, des résultats ont été obtenus sur les ferromagnétiques d'Heinsenberg CuK2Cl4 : 2 H2O, CuRb2Cl4 : 2 H2O, Cu(NH4)2 Br4 : 2 H2O et l'antiferromagnétique MnCl2 :4 H2O. Nous avons évalué des paramètres de transport des spins tels que le temps de relaxation critique et la conductivité thermique des spins. Cette dernière est trouvée inférieure de plusieurs ordres de grandeur à la conductivité thermique par les phonons. Grâce à la haute fréquence des phonons thermiques (~ 1011 Hz à 1 °K) nos cristaux sont d'assez bonne qualité pour une observation facile de la transition entre régime hydrodynamique et régime critique.


Abstract
Near magnetic phase transitions a strong interaction between critical fluctuations in the magnetic spin system and the phonon heat carriers can lead to a phonon scattering that has a marked effect on the lattice thermal conductivity. By applying a large enough magnetic field to impose a ferromagnetic order on the spins, thereby eliminating the critical fluctuations, the phonon scattering by the spin system can be separated from that of non-magnetic origin. Using this technique results have been obtained for the Heisenberg ferromagnets CuK2Cl4 : 2 H2O, CuRb2Cl4 : 2 H2O,. Cu(NH4)2Br4 : 2 H2O, and the antiferromagnet MnCl2 : 4 H2O. Such spin transport parameters as the critical relaxation rate for order parameter fluctuations and the spin thermal conductivity have been estimated. The spin thermal conductivity is found to be many orders of magnitude less than the phonon conductivity. Owing to the high frequency of thermal phonons (~ 1011 Hz at 1 °K) our crystals are of sufficient quality for the effect of the transition from the hydrodynamic to the critical regime to be readily observed.