J. Phys. France 43, 809-813 (1982)
DOI: 10.1051/jphys:01982004305080900

Orbit-lattice coupling parameters in <001> and < 111> dilute silver-rare earth monocrystals from magnetostriction measurements

G. Creuzet et I.A. Campbell

Laboratoire de Physique des Solides, Bâtiment 510, Université Paris-Sud, Centre d'Orsay, 91405 Orsay, France

Abstract
Following a report of magnetostriction measurements on < 001 > silver-rare earth monocrystals, we now present measurements on < 111 > samples of the same dilute alloys. After correcting for a volume term estimated from the < 001 > data, we analyse the < 111 > shape effect in terms of second and fourth order ion-lattice interaction contributions, using crystal-field parameters recently suggested by Kikkert and Niesen. We are able to deduce the orbit-lattice coupling parameters V52 and V54. For each rare earth V52 has the opposite sign to V32 which is the corresponding parameter for the < 001 > geometry. This result is in contradiction to the prediction of a point-charge model and allows us to suggest that, in addition to the contribution of localized charges, there is an important contribution of conduction electrons to the interaction between the rare earth ion and the surrounding lattice.

Résumé
Nous présentons des mesures de magnétostriction sur des alliages dilués monocristallins argent-terres rares; les résultats expérimentaux détaillés ici correspondent aux mesures selon l'axe < 111 > et font suite à des mesures récentes selon l'axe < 001 > dont nous rappelons les résultats. Après une correction d'effet de volume estimée à partir des résultats selon < 001 >, nous analysons l'effet de forme selon < 111 > comme une superposition de deux contributions d'ordre 2 et d'ordre 4 dans le couplage magnéto-élastique, en utilisant des paramètres de champ cristallin issus de récents travaux de Kikkert et Niesen. Nous pouvons ainsi déterminer les coefficients de couplage magnéto-élastiques V5 2 et V54. Pour chaque terre rare V 52 est de signe contraire à V32 qui est le paramètre correspondant pour la direction < 001 >. Ce résultat est en contradiction avec les prévisions d'un modèle de charges ponctuelles et suggère que, superposée à la contribution des charges localisées, il y ait une contribution importante des électrons de conduction dans l'interaction entre l'ion de terre rare et le réseau.

PACS
7170C - Crystal and ligand fields.
7520H - Local moment in compounds and alloys; Kondo effect, valence fluctuations, heavy fermions.
7580 - Magnetomechanical and magnetoelectric effects, magnetostriction.

Key words
crystal field interactions -- magnetic properties of dilute systems -- magnetoelastic effects -- magnetostriction -- rare earth alloys -- silver alloys -- spin phonon interactions