The magnetization process in rare earth iron laves phase compounds

Résumé
Les structures des domaines ferromagnétiques dans des monocristaux de Tb_0,27Dy_0,73Fe₂ et TbFe₂ ont été étudiées directement par topographie X (rayonnement synchrotron) et par technique magnéto-optique (effet Kerr). Dans l'état désaimanté à 290 K, une surface parallèle aux plans (110) contient beaucoup de parois non a 180°, orientées selon des directions cristallographiques et de largeur typique 50 µ. Des topographies X ont été enregistrées pour des champs magnétiques jusqu'à 3 kOe orientés dans diverses directions du plan de l'échantillon. Après une réorganisation sensible des structures en champs faibles, une structure immobile de domaines se forme ; elle persiste jusqu'au champ maximum disponible. L'application d'un champ parallèle à [1[MATH]1] donne des parois immobiles parallèles à [1[MATH]1]. Considérant le contraste de la diffraction X dans les topographies, nous suggérons que, dans l'état désaimanté, des structures existent entre des domaines aimantés selon l'une des directions faciles [ 111 ] de la surface et une direction facile [ 111 ] inclinée. Les structures immobiles consistent en parois à 109° entre deux directions [ 111 ] inclinées par rapport a la surface. Par des considérations magnétostatiques, nous voyons que de telles parois peuvent se trouver dans tout plan contenant [110] : comme la composante de l'aimantation dans le plan de l'échantillon est identique en sens et grandeur dans les deux domaines, la structure est immobile. Le modèle est en accord avec le comportement des parois observé directement et aussi avec les mesures de l'aimantation globale faite sur les mêmes monocristaux. Une fois la structure immobile formée, la saturation s'opère uniquement par rotation de l'aimantation.

Abstract
The ferromagnetic domain structures in single crystals of (Tb_0.27Dy_0.73)Fe₂ and TbFe₂ have been studied directly using synchroton X-radiation topography (SXRT) and the magneto-optical Kerr effect. In the demagnetized state at 290 K, a (110) oriented surface contains many non-180° walls, oriented along crystallographic directions, typically 50 µm in width. Synchrotron X-radiation topographs have been taken sequentially in increasing magnetic fields up to 3 kOe oriented in various directions in the specimen plane. After signifiant reorganization of the structures in low fields, an immobile domain structure formed which persisted up to the highest fields available. Application of a field parallel to [1[MATH]1] resulted in immobile walls parallel to [1[MATH]1]. From consideration of the X-ray diffraction contrast in the synchrotron topographs we suggest that in the demagnetized state closure structures exist between domains magnetized in one of the [ 111 ] easy directions in the surface and an inclined [ 111 ] easy direction. The immobile structures consist of 109° walls between the two [ 111 ] easy directions inclined to the surface. From magnetostatic considerations we see that such walls can lie in any plane containing [110] and as the component of magnetization in the specimen plane is equal in sense and magnitude in both domains, the structure is immobile. The model is consistent with the wall behaviour observed directly and also with the bulk magnetization measurements made on the same single crystals. Once the immobile structure forms saturation proceeds only by magnetization rotation.