Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 32, Numéro C1, Février 1971
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970
Page(s) C1-718 - C1-723
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19711250
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970

J. Phys. Colloques 32 (1971) C1-718-C1-723

DOI: 10.1051/jphyscol:19711250

LOCALIZED MAGNON MODES AND NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE

M. BUTLER1, V. JACCARINO2 and N. KAPLAN3

1  Bell Telephone Laboratories, Murray Hill, New Jersey 07971.
2  Department of Physics University of California, Santa Barbara, California, 93106
3  Department of Physics Hebrew University, Jerusalem, Israel


Résumé
La précision et la résolution des mesures du champ hyperfin permettent une étude détaillée des entourages locaux d'un système perturbé mais ordonné. Nous avons fait une étude particulière de l'antiferromagnétisme de Heisenberg impur, par l'emploi des méthodes de résonance nucléaire magnétique. Les résonances nouvelles F19 qu'on observe en X : MnF2 (X = 1 % de V, Mn, Fe, Co, Ni, Zn) ont été identifiées avec les sites F- particuliers très proches de l'impureté magnétique. Nous avons utilisé la dépendance de la température des fréquences de ces résonances pour en déduire les perturbations du magnétisme local et de la susceptibilité de l'impureté et des spins Mn voisins de cette impureté. Il apparaît que la perturbation magnétique est limitée à la contamination et aux spins Mn voisins de cette impureté. Des interactions nn importantes dans les échanges entre la matrice et l'impureté ont été observées pour toutes les impuretés magnétiques Jnn, bien que jnn soit très petit dans un cristal parfait. Dans les impuretés Zn sans spin la fonction de Green thermodynamique donne une prédiction exacte de la dépendance thermique observée en relation avec l'aimantation des spins Mn nn. Les effets dynamiques de l'impureté sur le spin nucléaire et son taux de relaxation de réseau ont été observé aussi. Nous avons trouvé que la diffusion Raman des ondes de spin est modifiée au voisinage de l'impureté. Les résultats nous donnent une base de comparaison avec les recherches précédentes sur le problème des impuretés dans les métaux ferromagnétiques de transition.


Abstract
The precision and resolution of hyperfine field measurements particularly lend themselves to probing the local environment of a perturbed magnetically ordered system. Specifically, the impure Heisenberg antiferromagnet has been studied using nuclear magnetic resonance techniques. The new F19 resonances that occur in X : MnF2 (X = 1 % of V, Mn, Fe, Co, Ni, Zn) have been identified with particular F- sites in the immediate vicinity of the magnetic impurity. The temperature dependence of the frequencies of these resonances are used to obtain the change in the local magnetization and susceptibility of the impurity and the Mn spins that are neighbors to the impurity. The magnetic disturbance appears to be confined to the impurity and those Mn spins that are exchange coupled to the impurity. Significant nn host-impurity exchange interactions Jnn are found for all magnetic impurities, whereas in the perfect crystal Jnn is surprisingly small. For the spinless Zn impurity a thermodynamic. Green's function theory accurately predicts the observed temperature dependence of the magnetization of the Mn nnn spins. The dynamic effects of the impurity on the nuclear spin lattice relaxation rate have also been studied. It is found that the Raman scattering of spinwaves is modified in the vicinity of the impurity. The results provide a basis for comparison with previous investigations of the impurity problem in the ferromagnetic transition metals.