Matériaux moléculaires et composé à fermion lourd : ferromagnétisme et antiferromagnétisme, effets de dimensionnalité , transition de phase et phénomène d'avalanche

Molecula materials and heavy fermion compound : ferromagnetism and antiferromagnetism, dimensionnality effects, phase transition and avalanche phenomena

• Auteur / Autrice : Elsa Lhotel
• Direction : Carley Paulsen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

Nous présentons une étude des propriétés magnétiques de la chaîne de spins (R) 3MLNNMn(hfac)2 à très basse température. Les porteurs magnétiques sont les Manganèse de spin 5/2 et les radicaux Nitronyl-nitroxyde de spin 1/2. Ce composé présente un comportement ferrimagnétique de type 1D à haute température. Au voisinage de 20 K, un crossover 1D-3D a lieu. ATc = 3 K une transition originale a lieu: à T > Tc , la chaîne présente un comportement ferromagnétique, décrit par des exposants critiques de type Heisenberg alors que, à T < Tc , la structure est antiferromagnétique cantée. Dans le régime ordonné, une étude dynamique montre l&rsquo;existence d&rsquo;une barrière d&rsquo;énergie de 15. 5 K. A T < 250 mK, les cycles d&rsquo;hystérésis présentent des avalanches à un champ intrinsèque de 170 Oe. Ces comportements peuvent être associés la nucléation de parois de domaines unidimensionnelles le long des chaînes. Nous comparons ce système à deux composés présentant des avalanches: la chaîne CoT AC et le fermion lourd UGe2. Les mesures ont été réalisées sur deux magnétomètres à SQUID à dilution développés au CRTBT-CNRS.

We present an experimental study of the magnetic properties of the spin chain (R) 3MLNN Mn(hfac)2 at very low temperatures. The magnetic carriers are Manganese Mn +II with spin 5/2 and Nitronyl-nitroxide radicals with spin 1/2. The compound has 1D ferrimagnetic beha-viour at high temperature. Near 20 K, we observe a 1D-3D crossover. At Tc = 3 K, an unusual phase transition occurs. Above Tc , ferromagnetic behaviour is observed, with Heisenberg critical exponents. Below Tc, a canted antiferromagnetic structure appears. In the ordered regime, dynamic measurements show an energy barrier of 15. 5 K. Below 250 mK, avalanches occur during hysteresis loops at an intrinsic field H = 170 Oe. We postulate that these properties may be related to the nucleation of one dimensional domain-walls on the chains. We make a com-parison with two other systems which also show avalanches: the spin chain CoT AC and the heavy fermion UGe2. Measurements were made using two SQUID magnetometers equipped with miniature dilution refrigerators developed at the CRTBT-CNRS.