DYNAMIC AND STATIC METHODS OF DETERMINING MAGNETOSTRICTION CONSTANTS IN FERRIMAGNETS WITH ORBITALLY DEGENERATE IONS : A COMPARATIVE STUDY

Résumé
On compare les méthodes dynamiques et statiques de mesure des constantes de magnétostriction λ_hkl. Cette étude comparative devient importante dans les cas où l'on considère un ion paramagnétique avec un moment orbital non nul. En effet on sait que dans ce cas l'anisotropie magnétique K₁ dépend de la méthode de mesure. Dans cet article, on décrit les études effectuées par dilatométrie et par résonance sur exactement les mêmes échantillons. Les compositions étudiées sont : NiFe₂O₄ avec des ions Ni²⁺ dans les sites tétraédriques et Y³Fe₅O₁₂ : Zn + Ru³⁺ + Ru⁴⁺. La première composition apparaît comme un cas limite pour des techniques de résonance car la courbe de résonance est déformée par la contrainte uniaxiale ; l'écart entre les résultats des deux méthodes est élevé. La méthode par résonance et la méthode statique fournissent le même signe pour λ_hkl, mais la première surestime la valeur absolue d'un facteur 2. Dans le cas du grenat la surestimation sur λ_hkl est d'environ 30 % ; en ce qui concerne K₁ les deux techniques fournissent des résultats identiques. En conclusion, la méthode de résonance est toujours considérée comme valable et intéressante. Alors que pour K₁ les niveaux d'énergie les plus bas sont en cause, pour λ_hkl les états excités de plus haut niveaux, qui semblent sensibles aux contraintes uniaxiales, apportent aussi une contribution.

Abstract
Dynamic and static methods of measuring magnetostriction constants λ_hkl are compared. This comparative study becomes relevant for the cases where a paramagnetic ion with non zero orbital moment is involved. Indeed magnetic anisotropy K₁ in such cases is known to depend on the method of measurement. Here we report on a study of the very same sample by dilatometer and resonance techniques. The samples are NiFe₂O₄ with tetrahedral Ni²⁺ and Y₃Fe₅O₁₂ ; Zn + Ru³⁺ + Ru⁴⁺. The former is seen to be a limiting case for resonance technique as the resonance curve is deformed by the uniaxial stress and the discrepancy between the two methods is very high. Resonance and static methods give the same sign for λ_hkl but the former overestimates it by a factor of 2. For the garnet compound the overestimation for λ_hkl is about 30 % but as regards K₁ the two techniques yield similar results. In conclusion, the resonance method is considered still an attractive and valid one. While for K₁, the lowest lying energy levels are involved, for λ_hkl the higher excited states could also contribute and which seem to be sensitive to the uniaxial stresses.