Borocarbures de terres rares : structure et magnetisme

• Auteur / Autrice : EMMANUELLE BIDAUD
• Direction : Josef Bauer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

Peu d'etudes porterent sur les proprietes magnetiques des borocarbures des terres rares. L'objet de cette etude est une meilleure comprehension des proprietes magnetiques de ces materiaux liees aux proprietes structurales telles les series isostructurales tr#5b#2c#6 (structure type ce#5b#2c#6) et tr#5b#2c#5 (nouvelle structure type), la solution solide continue (la#1##xgd#x)#5b#2c#6 et les composes tr#3b#xc#4##x (tr = terre rare). Les structures cristallines ont ete analysees par rayons x et les proprietes magnetiques a l'aide d'un magnetometre a squid, d'un susceptometre ac ainsi que d'un susceptometre sus 10. Les phases tr#5b#2c#6 et tr#5b#2c#5 forment deux series isostructurales avec tr = ce tm et y (la phase la#5b#2c#6 fait egalement partie de la premiere serie). Leurs structures sont tres proches. Les phases tr#5b#2c#6 (tr = pr, nd, tb tm) et tr#5b#2c#5 (tr = gd tm) sont des ferromagnetiques ayant des domaines a parois etroites et le couplage magnetique des ions terres rares est du a l'interaction d'echange indirect (rkky). La distance moyenne entre couches atomiques est plus grande dans le cas de la serie tr#5b#2c#6 et nous observons un couplage magnetique plus faible que pour la serie tr#5b#2c#5. La#5b#2c#6 est un supraconducteur de type i, ce#5b#2c#6 reste paramagnetique lors de nos observations et gd#5b#2c#6 passe par une transition antiferromagnetique puis metamagnetique. Les composes (la#1##xgd#x)#5b#2c#6 forment une solution solide continue isostructurale a ce#5b#2c#6. La supraconductivite de la#5b#2c#6 est rapidement detruite par un ajout tres faible des ions magnetiques gd#3#+. La formation des composes tr#3b#xc#4##x depend de la terre rare utilisee. Avec de l'holmium par exemple, on observe une solution de bore dans la structure ho#3c#4 jusqu'a la composition ho#1#5b#4c#1#6. Dans le cas du gadolinium, le carbure n'a pu etre synthetise mais l'addition de bore entraine la formation d'une phase ternaire. La solubilite de cette phase s'etend vers la partie riche en terre rare probablement due a une vacance en carbone. Ho#3c#4 est antiferromagnetique puis metamagnetique. Lorsque le bore se substitue au carbone, les materiaux deviennent ferromagnetiques. La temperature d'ordre et l'anisotropie magnetocristalline augmentent avec la concentration en bore. Un compose gd#3b#xc#4##x passe par une transition mictomagnetique. Ce compose devient ferromagnetique en fort champ applique.