J. Phys. France 48, 2111-2118 (1987)
DOI: 10.1051/jphys:0198700480120211100

Acoustic study of low-energy activation processes in magnetic rare-earth glasses : amorphous holmium aluminosilicates

F. Lerbet et G. Bellessa

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

Abstract
An acoustical study of aluminosilicate glasses with various holmium contents is reported. The measurements are performed down to 100 mK, in the frequency range 10-500 MHz and in a magnetic field up to 60 kOe. An attenuation peak as a function of the temperature following an Arrhenius law and depending on the magnetic field is reported. Another small attenuation peak depending neither on the acoustical frequency nor on the magnetic field is also reported. Connected with the first peak, a sound velocity variation is observed. The activation peak and the connected sound velocity variation are well explained in the framework of the relaxation of two-configuration magnetic systems by activation processes. Thanks to the acoustical study as a function of the holmium content, we show that these systems are certainly not the same as those observed by other authors in the spin glass phase and are much lighter. The random anisotropy model of the rare-earth alloys is considered to explain the observed effects.

Résumé
Nous présentons une étude acoustique de verres d'aluminosilicates de différentes teneurs en holmium. Les mesures sont faites jusqu'à 100 mK, dans le domaine de fréquences 10-500 MHz et dans des champs magnétiques compris entre 0 et 60 kOe. Nous observons un pic de l'atténuation en fonction de la température qui suit une loi d'Arrhenius et qui est sensible au champ magnétique. Nous observons aussi un petit pic d'atténuation dont la localisation en température ne dépend ni de la fréquence acoustique ni du champ magnétique. Associée au premier pic, une variation de la vitesse du son est observée. Le pic d'activation et la variation de vitesse associée sont bien interprétés dans le contexte de la relaxation par des processus d'activation de systèmes magnétiques à deux configurations. Grâce à l'étude en fonction de la concentration, nous établissons que ces systèmes ne sont pas les mêmes que ceux observées par d'autres auteurs dans la phase verre de spin et sont certainement beaucoup plus légers. Nous considérons le modèle d'anisotropie aléatoire des alliages de terres rares, pour expliquer nos effets.

PACS
6265 - Acoustical properties of solids.
7530G - Magnetic anisotropy.
7550K - Amorphous and quasicrystalline magnetic materials.
7580 - Magnetomechanical and magnetoelectric effects, magnetostriction.

Key words
acoustic wave absorption -- acoustic wave velocity -- aluminosilicate glasses -- holmium compounds -- magnetic anisotropy -- magnetic properties of amorphous substances -- magnetoacoustic effects