MAGNETIC PROPERTIES OF SnCo₂O₄ SPINEL II

Résumé
Le composé SnCo₂O₄ est un spinel inverse IV-II dont les ions Co sont également distribués dans les sites octaédriques et tétraédriques. Les ions Sn occupent les restants des sites octaédraux. On pensait d'abord que ce composé se classait comme un ferrimagnétique de Néel de type p, avec une aimantation résiduelle de 10^-2 µ_B par ion Co²⁺. Des champs coercitifs dépassant 8 kOe avaient été annoncés à 20 K ; des mesures d'effet Mössbauer indiquaient un champ interne d'environ 80 kOe. Le présent travail étend les mesures magnétiques à des champs plus élevés et à des températures plus basses. L'aimantation n'a pas de valeur résiduelle comme publié auparavant, mais tombe à zéro à 12 K environ, indiquant un antiferromagnétisme aux températures les plus basses. A 16 K l'aimantation est 2,2 x 10^-3 µ_B par ion Co²⁺ ; le champ coercitif dépasse 50 kOe. En vue d'obtenir de plus amples informations sur l'état ordonné, on a effectué un calcul de la résultante des champs dipolaires des deux sous-réseaux Co²⁺ agissant sur les sites Sn. On a trouvé que ce champ dipolaire était d'environ 8 kOe, c'est-à-dire d'un ordre de grandeur inférieur à la valeur mesurée par effet Mössbauer. Ceci indique une contribution directe des ions Sn au superéchange.

Abstract
The compound SnCo₂O₄ is an inverted IV-II spinel with the Co ions equally distributed among the octahedral and tetrahedral sites. The Sn ions occupy the remaining octahedral sites. This compound was previously thought to order as a Neel p-type ferrimagnet with a residual magnetization of 1 x 10^-2 µ_B per Co²⁺ ion. Coercive forces in excess of 8 kOe at 20 K were reported and the Mössbauer effect on the tin nucleus indicated an internal field of about 80 kOe. The present paper extends the magnetic measurements to higher fields and lower temperatures. The magnetization does not have a residual value as previously reported but drops to zero at about 12 K indicating antiferromagnetism at the lowest temperatures. At 16 K the magnetization is 2.2 x 10^-3 µ_B per Co²⁺ ion and the coercive force is in excess of 50 kOe. In order to obtain further information about the ordered state a calculation of the resultant of the dipolar fields from the two Co²⁺ sublattices at the Sn sites was made. This dipolar field was found to be about 8 kOe or an order of magnitude smaller than the value measured by Mössbauer effect. This indicates direct participation of the Sn ions in the superexchange.