Proprietes magnetiques de quasicristaux a base de terres rares

par BENOIT CHARRIER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de DENYS SCHMITT.

Soutenue en 1998

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    L'etude de quasicristaux a base de terres rares offre l'opportunite d'observer l'effet de la quasiperiodicite sur le magnetisme de ces alliages. L'etude des composes icosaedriques tr#8mg#4#2zn#5#0, notes tr-qc, (tr = terre rare) a fait l'objet de cette these. Bien que l'elaboration d'echantillons de qualite soit delicate, nous avons pu obtenir des poudres et des monocristaux de ces produits. Cela nous a permis une premiere analyse de leur structure par spectroscopie exafs, montrant que l'environnement de la terre rare est assez symetrique, et proche de celui de la terre rare dans tr#1#3zn#5#8. La terre rare occupe par ailleurs plusieurs sites non equivalents. Les interactions magnetiques sont antiferromagnetiques et produisent certains effets proches de ceux observes dans les verres de spin. Nous avons etudie les processus magnetiques dynamiques sur une gamme de temps couvrant plus de 20 decades, par plusieurs techniques (trainage, susceptibilite alternative, spectroscopie de muons ou echo de spin) : ils y apparaissent tres prononces. L'anisotropie macroscopique deduites de mesures sur monoquasicristaux s'avere faible. Cela ne permet pas d'exclure une anisotropie a une echelle microscopique, puisque des mesures de chaleur specifique ont montre que le premier niveau excite se situe a environ 30 k au-dessus du fondamental. Nous avons par ailleurs cherche des elements specifiques aux quasicristaux, en les comparant avec une phase cristalline approximante de composition tr#1#6mg#1#4zn#7#0. La transition vers l'etat ordonne est marquee dans cette phase par une transition qui disparait dans tr-qc. Une experience de diffraction de neutrons a cependant montre la coexistence dans tr-qc d'un ordre magnetique a longue distance, caracterise par un vecteur de propagation quasiperiodique, et d'un ordre magnetique a courte distance, qui disparait dans la phase approximante. Le magnetisme des quasicristaux tr-qc est donc intrinsequement lie a leur quasiperiodicite : il s'agit de quasimagnetisme.


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Informations

  • Détails : 142 P.
  • Annexes : 98 REF.

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