SCREW SPIN STRUCTURE IN SrFeO₃

Résumé
Des mesures de susceptibilité, de résistivité et de diffraction neutronique ont été effectuées sur des monocristaux de SrFe_3-x (x ≈ 0.1). Au-dessus de la température de Néel la susceptibilité magnétique ne suit pas la loi de Curie-Weiss. L'énergie d'activation est de 0,013 eV. Ce composé présente une structure propre de spin en spirale, avec un vecteur de propagation de 0,130 x 2 π/a [111] à la température de l'hélium liquide. Un ion Fe⁴⁺ a un moment magnétique de 1,6 ± 0,3 µ_B, ce qui signifie que la configuration électronique est proche d'un état de spin bas t⁴_2g. Un ion oxygène a un moment de 0,3 µ_B, antiparallèle à la somme vectorielle des moments de 2 ions Fe situés dans des plans voisins perpendiculaires à l'axe de l'hélice. Le moment d'un ion oxygène est considéré comme étant dû au transfert électronique sur les orbitales hybrides P_σ-e_g.

Abstract
Magnetic susceptibility, electric resistivity and neutron diffraction measurements were carried out for the single crystals of SrFeO_3-x (x ≈ 0.1). Above the Néel temperature the magnetic susceptibility does not obey the Curie-Weiss law. The activation energy is 0.013 eV. SrFeO_3-x (x ≈ 0.1) has the proper screw spin structure with the propagation vector of 0.130 x 2 π/a [111] at liquid helium temperature. An Fe⁴⁺ ion has the magnetic moment of 1.6 ± 0.3 µ_B, which means the electron configuration is close to the low-spin state (t⁴_2g). An oxygen ion has the magnetic moment of 0.3 µ_B antiparallel to the vector sum of the magnetic moments of two iron ions lying on the neighbouring planes perpendicular to the screw axis. The magnetic moment of the oxygen ion is considered to be due to the electron transfer in hybrid P_σ-e_g, orbitals.