Effets de valence dans les composés base manganèse isotypes de HfFe6Ge6 ou ses variantes : Matériaux magnétoréfrigérants

Effects of valence in compuonds base manganese HfFe6Ge6-type or its variants : magnetic refrigeration materials

• Auteur / Autrice : Hilaire Ihou-Mouko
• Direction : Bernard Malaman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie de la matière condensée
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effet magnétocalorique

Magnétorésistance

Matériaux magnétiques

Matériaux -- Propriétés magnétiques

Valence (chimie théorique)

Résumé

La première partie de ce travail porte sur l’étude des propriétés magnétiques et magnétorésistives des phases RMn6X6-xX’x (X, X’ = Sn, Ge, Ga, In) dites « 166 » à élément R non trivalent [R= métal tétravalent (Hf, Zr), divalent (Mg, Yb) et monovalent (Li)]. Dans cette partie de l’étude, nos résultats confirment à la fois la dépendance des propriétés magnétiques vis-à-vis de la Concentration en Electron de Valence (CEV) et le fait que les paramètres tels que les distances interatomiques Mn-Mn ou la configuration électronique de la couche de valence de R participent, à un degré moindre, à définir le comportement magnétique de ces phases. Enfin, la dernière partie de ce travail porte sur l’identification des propriétés magnétocaloriques de ces phases « 166 » et de celle de quelques binaires de formule Mny(Sn, Ga)z. Dans le cas des phases « 166 » l’ampleur de l’effet magnétocalorique est insuffisante pour envisager l’utilisation de ces matériaux dans les applications technologiques. En revanche dans le cas de Mn3Sn2, la présence de deux transitions ferromagnétiques successives entraîne une réponse magnétocalorique à deux pics. La forme et étendue en température de Mn3Sn2 sont intéressantes pour l’efficacité thermodynamique, ce qui classe ce matériau parmi les candidats prometteurs pour des futurs applications de la réfrigération magnétique.

The first part of this work concerns the study of the magnetic and magnetoresistance properties of RMn6X6-xX’x (X, X’= Sn, Ge, Ga, In) compounds known as “166” with non trivalent R element [R= tetravalent (Hf, Zr), divalent (Mg, Yb) and monovalent (Li) element]. In this part of the study, our result confirm at the same time the dependence of the magnetic properties with the valence electron concentration (VEC) and the fact that the parameters such as the interatomic Mn-Mn distances or the electronic configuration of the layer of valence of R element take part, with a less degree, to define the magnetic behaviour of these phases. Finally, the last of this work concerns the identification of the magnetocaloric properties of these “166” compounds and that of some binary of formulas Mny(Sn, Ga)z. In the case of “166” compounds, the magnetocaloric effect is insufficient to consider use these materials in the technological applications. On the other hand in the case of Mn3Sn2, the presence of two successive ferromagnetic transitions involves a magnetocaloric response to two peaks. The form and extended in temperature of Mn3Sn2 is interesting for the thermodynamic effectiveness, which classifies this material among the promising candidates for future magnetic refrigeration applications.