Étude des propriétés structurales et magnétiques des composés Y1-yRyFe2H(D)x(y) (R=Tb, Er, Lu) : effet isotopique sur la transition magnétovolumique, transition ordre-désordre et thermodésorption

par Thomas Leblond

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de Valérie Paul-Boncour.


  • Résumé

    L’absorption de l’hydrogène dans les phases de Laves RFe2 modifie fortement leurs propriétés magnétiques. Pour une concentration x proche de 4. 2, il a été observé que le deutérure YFe2Dx de structure monoclinique (phase γ) présentait une transition magnétovolumique du premier ordre à TM0 = 84 K, liée à un comportement métamagnétique des électrons itinérants. De plus, cette transition magnétique présente un effet isotopique très important avec une forte augmentation de TM0 quand on substitue D par H. Un des objectifs de ce travail de thèse était de déterminer plus précisément les paramètres influençant cette transition métamagnétique et cet effet isotopique. Des mesures de diffraction de neutrons sous pression sur le deutérure YFe2Dx(γ) ont montré que la diminution du volume entraînait une diminution rapide de la température de transition métamagnétique TM0, qui disparaissait pour des pressions supérieures à 10 kbar. La substitution de l’Y par le Lu et l’Er a confirmé que la diminution de volume de maille entrainait une diminution de TM0 et montré que l’effet isotopique sur TM0 se décomposait en un effet volumique et un effet quantique. La substitution de l’Y par le Tb, qui entraine un accroissement important de TM0, a montré qu’aux effets précédents s’ajoutait l’influence du champ moléculaire du Tb. L’étude de la transition ordre-désordre du deutérium à température proche de l’ambiante, a mis en évidence un abaissement progressif de la symétrie, d’une structure cubique vers une structure rhomboédrique puis monoclinique L’étude à plus haute température de la thermodésorption du deutérium dans les composés RFe2Dx(γ) (R=Y, Tb) a montré l’existence de plusieurs pics de désorption liés à des phases de stabilités différentes.

  • Titre traduit

    Structural and magnetic properties of compounds Y1-yRyFe2H(D)x(y) (R=Tb, Er, Lu) : isotopic effect on magnetovolumic transition, order-disorder transition and thermaldesorption


  • Résumé

    Hydrogen absorption in RFe2 Laves phases modifies strongly their magnetic properties. For a concentration x close to 4. 2, it was observed that the monoclinic deuteride YFe2Dx (γ phase) undergoes a first order magnetovolumic transition at TM0 =84 K which is linked to an itinerant electron metamagnetic effect. Moreover, a very large isotopic effect has been observed on this transition, with a strong increase of TM0 upon H for D substitution. One of the thesis objectives was to determine more precisely the parameters influencing this metamagnetic transition and this isotope effect. Neutron diffraction measurements on the deuteride YFe2Dx(γ) under pressure have shown that the volume decrease led to a lowering of TM0 until complete disappearance above P= 10 kbar. The Lu or Er for Y substitution has confirmed that the volume decrease lowers TM0 and shown that the isotopic effect can be decomposed into a volume and a quantum effects. The Tb for Y substitution, which leads to a strong increase of TM0, has shown that the influence of the Tb molecular field can be added to the two previous effects. The deuterium order-disorder transition near room leads to a symmetry lowering from cubic to a rhombohedral and then a monoclinic structure. The deuterium thermal desorption study, which occurs at high temperature, of RFe2Dx(γ) (R=Y, Tb) has shown the existence of several desorption peaks linked to several phases with different stabilities.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (243 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. : 93 réf

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