Influence de l'anisotropie sur le diagramme de phase en champ et sur le comportement critique des verres de spin métalliques

par Nadine de Courtenay

Thèse de doctorat en Sciences physiques

Sous la direction de André Fert.

Soutenue en 1987

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Jacques Friedel.

Le jury était composé de André Fert, Jacques Friedel, J. Hammann, Roger Maynard, M. Monod.


  • Résumé

    L'hypothèse de l’existence d'une transition de phase verre de spin se heurte, entre autre, à deux difficultés que la prise en compte de l'anisotropie permet de résoudre:-Alors que la théorie de champ moyen pour des verres de spin Heisenberg prédit une ligne de transition sous champ magnétique dite de Gabay-Toulouse(G-T) correspondant à un gel des composantes transverses des spins, la plupart des expériences ont montré un comportement prévu pour des verres de spin Ising (ligne dite d'Almeida-Thouless(A-T)). -L'analyse de la divergence de la susceptibilité non linéaire dans le cadre d'une transition de phase à température finie, semble conduire à des exposants critiques qui diffèrent d'un système à l'autre, mettant ainsi en doute l'existence d'un comportement universel pour les verres de spin. Les diagrammes de phases en champ de divers systèmes, en particulier d'alliages CuMn1% Aux où le choix de la concentration d'Au permet de faire varier les forces d'anisotropies, ont été établi par des mesures de couple magnétique, sensibles au gel transverse. L'anisotropie induit à bas champ un comportement Ising avec une ligne d'irréversibilité de type A-T. A partir d'un certain champ, qui augmente avec l'anisotropie du système, le comportement Heisenberg est rétabli. La ligne d’irréversibilité est alors une ligne de gel transverse qui apparaît dans les mesures de couple, mais non dans les mesures d'aimantation. Des mesures d'aimantation non linéaire en fonction du champ à différentes températures, sur des alliages CuMn. 2%Aux et AgMn. 5%Aux, montrent l'existence de deux comportements critiques distincts. Un ensemble d'exposants Ising, valables dans les bas champs et près de Tg, et un ensemble d'exposants Heisenberg pour les hauts champs t loin de Tg, ont été déterminé. Les valeurs du champ et de la température caractéristiques du passage d'un régime à l'autre, augmentent toutes deux avec l'anisotropie du système. Les exposants qui gouvernent ce passage ont également été déterminé. Une loi d'échelle unique à trois paramètres, (champ, température et anisotropie),décrit les comportements de tous les alliages étudiés. Les exposants tirés des mesures d'aimantation non linéaire ont permis une analyse nouvelle des variations de Tg avec l'anisotropie. Cette analyse fourni un argument en faveur de 1'existence d'une transition Heisenberg.

  • Titre traduit

    Effect of anisotropy on phase diagram and critical behaviour of metallic spin glasses


  • Résumé

    Two difficulties met by the spin-glass phase transition hypothesis can be overcome when the anisotropy is accounted for. Whereas the mean feald theories for Heisenberg spin-glasses predict a transverse freezing phase transition on a "Gabay-Toulouse" line, most experiments seem to be compatible with the mean-field-model-line for Ising spin-glasses (de Almeida-Thou­ lesa line (A-T)). The scaling analysis of the non linear susceptibility divergence seems to yield system-dependent critical exponents, contradicting a universal behaviour for spin-glasses. We have used torque measurements, which are sensitive to transverse freezing to determine the field dependance of the spin-glass freezing temperature, focusing in particular on CuMn1%Aux alloys, where the Au impurities enhance the random anisotropy forces. At low fields, the anisotropy induces an Ising behaviour, with an irreversibility line of the A-T type. This behaviour extends to higher fields as the anisotropy is increased. As the field/anisotropy ratio increases, there is a crossover to a Heisenberg behaviour, with transverse freezing only, crossever which appears in torque but not in magnetisation measurements. Non-linear magnetisation measurements as a fonction of field at different temperatures, on CuMn0. 2%Aux and AgMnO. 5%Aux alloys, show two different critical behaviours ; aset of Ising critical exponents in range of small fields and temperatures near Tg, and a set of Heisenberg exponents in the range of high fields and far from Tg, are determined. The values of the field and temperature characterising the occurence of the crossover between the two regimes, bath increase as a function of the anisotropy. The exponents governing this crossover are also determined- • A unique three parameter, (h,t ,d), scaling describes the behaviour of all studied samples. These exponents provide a new analysis of the variation of Tg with the anisotropy in faveur of the existence of a Heisenberg phase transition.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (132 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.129-132

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1987)132
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