J. Phys. France 42, 605-620 (1981)
DOI: 10.1051/jphys:01981004204060500

Detailed study of NdFe2 and additional results relative to PrFe 2 and YbFe2. Comparison with other R.E. Fe2 compounds

C. Meyer¹, F. Hartmann-Boutron¹, Y. Gros¹, Y. Berthier¹ et J.L. Buevoz<sup>2, 3

1</sup>  Laboratoire de Spectrométrie Physique , Université Scientifique et Médicale de Grenoble B.P. 53 X, 38041 Grenoble, France
²  Institut Laue-Langevin, B.P.156, 38042 Grenoble, France
³  Now at C.N.E.T., 4, Chemin des Prés, 38240 Meylan.

Abstract
This paper concludes a study of the three Laves phase compounds YbFe 2, NdFe2 and PrFe2. The properties of NdFe 2 have been thoroughly investigated with a number of techniques including X-ray diffraction, magnetization measurements, 143Nd N.M.R., 57Fe Mössbauer effect and neutron diffraction. Some data is also reported on PrFe2 and YbFe2. The characteristics of these three compounds are compared with those of the rest of the RFe2 series leading to the following conclusions : a) the crystalline field at the Rare Earth is not constant throughout the series, b) the isotropic part of the hyperfine field at the iron includes a Lorentz term together with spin and (probably) orbital transferred contributions arising from the R.E., c) the anisotropic part of the hyperfine field only partly results from dipolar effects and seems to involve both an intrinsic d band contribution and a transferred contribution from the R.E., d) the hyperfine field at the Rare Earth nucleus is higher than the free ion hyperfine field in the second half of the series and lower in the first half of the series these deviations probably resulting from both self polarization effects and transferred fields from the iron.

Résumé
Cet article termine l'étude des trois composés phases de Laves YbFe 2, NdFe2 et PrFe2. Les propriétés de NdFe 2 y sont d'abord examinées de façon approfondie au moyen de nombreuses techniques (Rayons X, mesures d'aimantation, R.M.N. de 143Nd, effet Mössbauer du 57Fe, diffraction de neutrons). Quelques résultats additionnels concernant PrFe2 et YbFe2 sont également donnés. Enfin, les caractéristiques de ces trois composés sont comparées à celles du reste de la série, ce qui conduit aux conclusions suivantes : a) le champ cristallin sur la terre rare n'est pas constant dans la série, b) la partie isotrope du champ hyperfin sur le fer contient, d'une part, un terme de Lorentz et, d'autre part, des contributions transférées de spin et (probablement) d'orbite provenant des terres rares, c) la partie anisotrope de ce même champ n'est pas due aux seuls effets dipolaires et contient vraisemblablement, à la fois une contribution intrinsèque de la bande d et une contribution transférée due aux terres rares, d) le champ hyperfin vu par le noyau de terre rare est plus grand que le champ hyperfin de l'ion libre dans la deuxième moitié de la série et plus petit dans la première moitié, ces écarts étant probablement dus à la fois à des effets de self-polarisation et au champ hyperfin transféré venant des fers.

PACS
7170C - Crystal and ligand fields.
7530K - Magnetic phase boundaries (including magnetic transitions, metamagnetism, etc.).
7550B - Fe and its alloys.
7660 - Nuclear magnetic resonance and relaxation.

Key words
crystal hyperfine field interactions -- Curie temperature -- ferromagnetic properties of substances -- iron alloys -- magnetic structure -- magnetisation -- Mossbauer effect -- neodymium alloys -- neutron diffraction examination of materials -- nuclear magnetic resonance -- praseodymium alloys -- X ray diffraction examination of materials -- ytterbium alloys