PARAMAGNETIC HYPERFINE STRUCTURE AND ELECTRONIC RELAXATION OF Fe²⁺ IN CaCO₃ AND CdCO₃

Résumé
Contrairement au comportement des ions Fe²⁺ dans d'autres réseaux carbonate rhomboédriques, on a pu observer que les spectres Mössbauer des ions ⁵⁷Fe²⁺ dans CaCO₃ et CdCO₃ ne présentaient pas de structure magnétique hyperfine à basses températures en l'absence de champ magnétique. Cependant, en présence de champs magnétiques, on observe un élargissement des raies, similaire à celui qui accompagne une relaxation paramagnétique lente, et pour des champs >≈ 0,1 T, l'apparition d'une structure paramagnétique hyperfine résolue. Les aspects empiriques de la relaxation magnétique observée sont étudiés et on en propose une explication qualitative. Cette interprétation nécessite une légère déformation des sites de substitution Fe²⁺ de la symétrie trigonale des sites des cations hôte. Un autre processus possible est également proposé.

Abstract
Unlike the behaviour observed for Fe²⁺ ions in other rhombohedral carbonate lattices, the Mössbauer spectra of ⁵⁷Fe²⁺ ions in CaCO₃ and CdCO₃ show no magnetic hyperfine structure at low temperatures in the absence of an applied magnetic field. In the presence of such fields, however, line broadening, similar to that which accompagnies slow paramagnetic relaxation, is observed, and for fields >≈ 0.1 T resolved paramagnetic hyperfine structure appears. The empirical aspects of the observed magnetic relaxation are examined and a qualitative explanation proposed. This explanation requires a small distortion of the Fe²⁺ substitutional sites from the trigonal symmetry of the host cation sites. Another possible mechanism is also mentioned.