STRUCTURAL CHARACTERIZATION, PREPARATION AND MAGNETIC PROPERTIES OF SEVERAL ROOM-TEMPERATURE MAGNETIC OXIDES WITH THE PEROVSKITE-LIKE STRUCTURE

Résumé
Nous avons préparé par synthèse hydrothermale classique ou sous haute pression une nouvelle série d'oxydes magnétiques à la température ambiante dont la structure dérive de la pérovskite ABO₃. La formule générale de ces composés est [AC₃] (B₄)O₁₂. Leur structure est cubique ; le paramètre de maille est double de celui de la pérovskite idéale. Les cations B occupent le centre d'octaèdres d'oxygène mettant en commun un atome. Ils forment des chaînes se propageant en zig-zag dans les trois directions [100]. Il existe un ordre 1/3 entre les cations A et C. Les cations A sont entourés par 12 voisins oxygène équidistants alors que les cations C sont entourés par 4 voisins oxygène équidistants formant un carré et par 8 autres atomes d'oxygène beaucoup plus éloignés. Un tel arrangement avec 4 oxygènes très proches explique pourquoi seuls des cations Jahn-Teller tels que Cu²⁺ ou Mn³⁺ peuvent occuper les sites C. Ces cations sont d'ailleurs probablement nécessaires à la stabilité de la structure. Deux sous-séries ont été préparées : [ACu²⁺₃] (B₄)O₁₂ et [AMn³⁺₃ (B₄) O₁₂. Lorsque les cations B sont Mn⁴⁺ ou Mn³⁺ ou les deux, les composés de la sous-série du cuivre sont fortement ferro- ou ferrimagnétiques au-dessus de la température ambiante alors que les composés de la sous-série du manganèse sont antiferromagnétiques. Nous avons étudié les propriétés magnétiques de plusieurs composés et déterminé leur structure magnétique par diffraction neutronique sur des échantillons de poudre.

Abstract
A new series of room temperature perovskite-like magnetic oxides has been synthesized by using either the high pressure or the hydrothermal technique. The general formula of these compounds is [AC₃] (B₄)O₁₂. Their cubic structure is derived by doubling the lattice parameter of the undistorted perovskite structure. The oxygen octahedra which are occupied by the B cations form zig-zag chains along the [100] directions. The A sites are still surrounded by 12 equidistant oxygen atoms while the C sites are surrounded by four close ones arranged as a small square and by eight oxygen atoms further away. The square arrangement of the first neighbours explains why only Jahn-Teller cations, such as CU²⁺ and Mn³⁺, have been observed to occupy these sites. These cations are probably necessary to insure the stability of the structure. Two subseries have been prepared so far : [ACu²⁺₃] (B₄)O₁₂ and [AMn³⁺₃ (B₄) O₁₂. When the B cations are Mn⁴⁺ ou Mn³⁺ or both, the compounds of the copper subseries are strongly ferro- or ferrimagnetic above room temperature, whereas the compounds of the manganese subseries are antiferromagnetic. Magnetic properties of several compounds have been investigated and magnetic structures have been determined from neutron diffraction powder data.