Contribution à la synthèse et à l'étude des propriétés magnétiques de phases intermétalliques RTX et RT2X2 (R = Ca, La et lanthanoi͏̈des, T = métaux de transition, X = métalloi͏̈des) de symétrie quadratique

par Khalid Halich

Thèse de doctorat en Chimie inorganique

Sous la direction de Richard Welter.

Soutenue en 2004

à Strasbourg 1 .


  • Résumé

    Ce mémoire rassemble des données relatives à l'analyse cristallochimique et magnétique de diverses phases nouvelles adoptant les structures quadratiques de type CeFeSi, CeScSi et ThCr2Si2. Des mesures magnétiques et la diffraction neutronique ont permis de caractériser le comportement magnétique des systèmes R(Ru1-xFex)Si avec R=Nd et Pr. Une transition antiferromagnétique-ferromagnétique est observée pour 0,6 < x < 0,7 dans le système Nd(Ru1-xFex)Si et nous avons mis en évidence la première structure ferromagnétique cantée dans les composés isotypes de CeFeSi. L'autre solution solide Pr(Ru1-xFex)Si est caractérisée par un ordre antiferromagnétique pour 0 < x < 0,8 avec une forte diminution du moment magnétique du praséodyme lorsque x augmente. L'étude complète des propriétés magnétiques des phases RZrSb avec R = Gd-Tm nous a permis de déterminer leurs structures magnétiques qui est très influencées par la nature de l'élément lanthanoi͏̈dique. En effet, la structure est ferromagnétique pour TbZrSb et purement antiferromagnétique pour ErZrSb. Nous avons réussi à caractériser structuralement et magnétiquement les siliciures RIr2Si2 et les germaniures RPd2Ge2 avec R = Nd et Pr, isotypes de ThCr2Si2. Cette étude magnétique nous a permis de déterminer deux nouvelles structures magnétiques pour les composés NdIr2Si2 et PrPd2Ge2 et de montrer que la température d'ordre magnétique est élevée dans le composé PrIr2Si2 (TN = 47 K) en comparaison de celle observée dans le composé PrPd2Ge2 (TN = 5 K). Enfin, nous avons apporté une contribution à l'analyse magnétique du comportement 'exotique' du sous-réseau de manganèse dans les composés pseudoternaires CaMn2-xTxGe2 (T = Cr, Co, Ni) isotypes de ThCr2Si2. La substitution du manganèse par le chrome et le nickel dans les composés CaMn2Ge2 a montré la stabilisation du couplage antiferromagnétique quelle que soit la valeur de x tandis qu'une composante ferromagnétique apparaît dans la série de CaMn2-XCoXGe2 avec l'augmentation de x. Le composé CaMnCoGe2 nous paraît tout à fait intéressant pour des investigations futures, puisque ce composé présente une transition antiferro-ferromagnétique dès 325 K.

  • Titre traduit

    Contribution to the synthesis and the magnetic characterization of intermetallic RTX and RT2X2 (R = Ca, La and lanthanoi͏̈de, T = transition metal, X = metalloi͏̈des) compounds of tetragonal symmetry


  • Résumé

    This thesis gathers data relating to crystal chemistry analysis and magnetic behavior of various new phases adopting the tetragonal crystal structures of CeFeSi, CeScSi and/or ThCr2Si2 type. Magnetic measurements and neutron diffraction permit us to characterize the magnetic behavior of the CeFeSi-type R(Ru1-xFex)Si systems with R= Nd and Pr. An antiferromagnetic - ferromagnetic transition is observed for 0. 6< x <0. 7 in the Nd(Ru1-xFex)Si system and we highlighted the first canted ferromagnetic structure laid in the isotypic compounds of CeFeSi. Other CeFeSi-type solid solution Pr(Ru1-xFex)Si is characterized by an antiferromagnetic order for 0< x <0. 8 with a strong reduction in the magnetic moment of praseodymium when x value increases. Complete study of the magnetic properties of the RZrSb phases with R = Gd-Tm enabled us to determine their magnetic structures which is very influenced by the nature of lanthanoi͏̈d element. Indeed, the structure is ferromagnetic for TbZrSb and purely antiferromagnetic for ErZrSb. We succeeded in structural and magnetic characterization for ThCr2Si2 -type structure RIr2Si2 silicides and the RPd2Ge2 germaniures with R= Nd and Pr. This magnetic study enabled us to determine two new magnetic structure for the NdIr2Si2 and PrPd2Ge2 compounds and to show that the magnetic temperature ordre is higher in the PrIr2Si2 compound (TN = 47K) compared to that observed in the PrPd2Ge2 compound (TN =5K). Finally, we contributed to analyse magnetic behavior of manganese sub-network in the ThCr2Si2 type pseudoternary CaMn2-xTxGe2 (T= Cr, Co, Ni) compounds. The substitution of manganese by chromium and nickel in the CaMn2Ge2 compounds showed the stabilization of the antiferromagnetic coupling Whatever x value, whereas ferromagnetic component appears in the series of CaMn2-xCoxGe2 with increase of x value. The CaMnCoGe2 compound appears completely interesting to technological use for futur investigation, since this compound presents a antiferro-ferromagnetic transition around 325 K

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Informations

  • Détails : 109 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2004;4568
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