APPARENT LOW A-SITE MOMENT IN Fe₃O₄

Résumé
En utilisant la technique des neutrons polarisés, on a mesuré jusqu'à des valeurs sin θ/λ = 0,83 Å ^-1 les amplitudes de structure magnétique de 49 réflexions indépendantes dans la zone < 110 > de la magnétite naturelle Fe₃O₄. La densité de moment magnétique intégrée sur des surfaces circulaires au voisinage des sites A dans le plan (110) conduit à une valeur de moment localisé plus faible (3,82 µ_B) que celle prévue pour les ions Fe³⁺. Les points représentatifs des facteurs de forme magnétique des sites A, obtenus à partir de l'analyse des réflexions sur les sites A seulement, se placent près des valeurs de facteur de forme de l'ion libre Fe³⁺ en prenant cette valeur du moment ; il subsiste toutefois quelque ambiguïté quant au facteur de forme (220). Les facteurs de forme des sites B sont déduits des réflexions restantes. La réduction apparente des moments localisés en site A est considérée comme la conséquence de la covalence dans le cristal. On soutient que le transfert de moments prédominant a lieu par l'intermédiaire des orbitales moléculaires T₂. Une étude de diffraction aux neutrons non polarisés sur le même échantillon en poudre conduit à des valeurs de moment un peu plus élevées pour les sites A et B que les résultats ci-dessus.

Abstract
Magnetic structure amplitudes of 49 independent reflections in < 110 > zone in natural magnetite (Fe₃O₄) have been measured up to sin θ/λ = 0.83 Å ^-1 using the polarised neutron technique. The magnetic moment density integrated over circular areas about the A-site in the (110) plane projection leads to a lower value for the localised moment (3.82 µ_B) than expected for the Fe³⁺ ions. The A-site magnetic form factor points obtained from ail analysis of A-site-only reflections scale closely to Fe³⁺ free ion form factor with this value of moment though there is some ambiguity about (220) form factor. The B-site form factors are deduced from the remaining reflections. The apparent reduction of the localised A-site moment is considered to be a consequence of covalency in the crystal. It is argued that predominant transfer of moment takes place through T₂ molecular orbitals. An unpolarised neutron powder diffraction study of the same specimen leads to little higher moment values for the A and B-sites than from the above analysis.