STRONG ANISOTROPY IN THE CUBIC FERRIMAGNET FeCr₂ S₄

Résumé
On a mesuré l'aimantation des monocristaux de FeCr₂S₄ en fonction du champ magnétique dans les directions [100], [110] et [111] entre 4 °K et T_c = 195 °K ; [100] est l'axe d'aimantation facile et la direction [111] est très difficile. A 4 °K la rigidité magnétique dans la direction [100] correspond a K₁ = 3 x 10⁶ erg. cm^-3. Des spectres Mössbauer du ⁵⁷Fe dans FeCr₂S₄ ont été mesurés à 4 et 77 °K. A 4 °K il y a un dédoublement quadrupolaire non axial. Dans Cd_0.98⁵⁷Fe_0.02Cr₂S₄ à 4 °K, au contraire, le dédoublement quadrupolaire est axial. L'anisotropie magnétique et les dédoublements quadrupolaires sont discutés partant d'un schéma de niveaux d'énergie d'un ion Fe²⁺ isolé situé dans un site tétraédrique.

Abstract
The magnetization of single crystals of FeCr₂S₄ has been measured between 4 °K and T_c = 195 °K with the field in the [100], [110] and [111] directions. [100] is the easy axis of magnetization, [111] is very hard. At 4 °K the stiffness in the [100] direction corresponds to K₁ = 3 x 10⁶ erg.cm^-3. ⁵⁷Fe Mössbauer spectra of FeCr₂S₄ has been obtained at 77 and 4 °K. A non axial quadrupole splitting is observed at 4 °K. A uniaxial quadrupole splitting is found in Cd_1-xFe⁵⁷_xCr₂S₄ (x = 0.02) at 4 °K. The magnetic anisotropy and the quadrupole splittings are discussed on the basis of a single ion energy level scheme of tetrahedrally coordinated Fe²⁺.