INVESTIGATION OF THE METAL-TO-SEMIMETAL TRANSITION IN NiS BY ⁶¹Ni-MÖSSBAUER SPECTROSCOPY

Résumé
Les propriétés vibrationnelles, magnétiques et électroniques de NiS (structure hexagonale) dans la phase semimétallique, antiferromagnétique et dans la phase métallique, Pauli-paramagnétique ont été étudiées par la spectroscopie Mössbauer avec ¹⁶Ni. A la transition à l'état métallique la fraction sans recul décroît par un montant significatif, correspondant à un changement de la température Debye par 20 % environ. Le changement du déplacement isomérique à la transition est petit, possiblement zéro. La décroissance relative du champ hyperfin magnétique, ƊH/H(0), est proportionnelle à T², comme prédite théoriquement pour une décroissance causée par des excitations des électrons individuels dans un antiferromagnétique aux électrons itinérants. Une décroissance du gradient de champ électrique avec la température et aussi avec la teneur de sites vacants de nickel dans la phase antiferromagnétique est indicative de changements de la structure électronique qui favorisent possiblement aussi la transition à l'état métallique.

Abstract
Mössbauer spectroscopy with ⁶¹Ni has been employed to investigate vibrational, magnetic and electronic properties of hexagonal NiS in the semimetallic antiferromagnetic and in the metallic, Pauli-paramagnetic phase. Upon transition to the metallic state the recoilless fraction decreases significantly, corresponding to a change of the Debye-temperature by about 20 %. There is at most a small change of isomer shift at the transition. The relative decrease of the magnetic hyperfine field with temperature is proportional to T², as expected for single-electron excitations in itinerant antiferrpmagnets. A decrease of the electric field gradient both with temperature and with increasing content of Ni-vacancies in the antiferromagnetic phase indicates changes of the electronic structure which may promote the transition to the metallic state.