J. Phys. France 48, 1029-1034 (1987)
DOI: 10.1051/jphys:019870048060102900

Thermal dependence of the longitudinal spin fluctuations in YMn2

J. Deportes¹, B. Ouladdiaf¹ et K.R.A. Ziebeck<sup>2

1</sup>  Laboratoire Louis-Néel, C.N.R.S., 166 X, 38042 Grenoble Cedex, France
²  Institut Laue-Langevin, 156 X, 38042 Grenoble Cedex, France

Abstract
Below 100 K, YMn2 orders antiferromagnetically with a long period spiral structure. The transition to the paramagnetic state is first order accompanied by a 5 % reduction in volume. Above TN the uniform susceptibility increases with temperature. The addition of 10 % Al suppresses the transition temperature and the susceptibility becomes Curie-Weiss. On the basis of bulk measurements it has been proposed that the volume change in YMn2 is associated with the collapse of the Mn moment and that the paramagnetic properties are characterized by strong longitudinal spin fluctuations. The magnetic properties of Y(Mn0.9Al0.1) 2 are believed to be of a local nature. Using polarized neutrons and polarization analysis the paramagnetic scattering from the two compounds has been investigated as a function of temperature up to 300 K. The results obtained on YMn2 reveal substantial scattering at all temperatures which remains strongly enhanced about the staggered antiferromagnetic wave vector. Moreover the amplitude of the long wavelength components of the spin fluctuations increases with increasing temperature. Therefore YMn2 represents an excellent system for studying itinerant antiferromagnetism. In the case of Y(Mn0.9Al0.1)2 the enhanced scattering becomes weaker as the temperature is raised as expected for local behaviour.

Résumé
En dessous de 100 K, le composé YMn2 s'ordonne antiferromagnétiquement avec une structure hélimagnétique à longue période. La transition à l'état paramagnétique est du premier ordre accompagnée d'une importante réduction de volume de 5 %. Au-dessus de TN, la susceptibilité magnétique croît avec la température. La substitution de Mn par 10 % d'Al supprime la transition du premier ordre et la variation thermique de la susceptibilité devient de type Curie-Weiss. L'anomalie de volume observée à T N a été associée à la disparition du moment magnétique du manganèse et les propriétés dans l'état paramagnétique sont caractérisées par de fortes fluctuations longitudinales. Les propriétés magnétiques du composé Y(Mn 0,9Al0,1)2 correspondent à celles d'un système localisé. La diffusion paramagnétique de neutrons polarisés en fonction de la température jusqu'a 300 K a été étudiée sur les deux composés, en utilisant la technique d'analyse de polarisation. Les résultats obtenus montrent que le composé YMn2 présente une diffusion paramagnétique large et renforcée autour des vecteurs de diffusion correspondant aux raies antiferromagnétiques de l' état ordonné. L'amplitude de la diffusion, c'est-à-dire la composante longitudinale des fluctuations, augmente avec la température. Le composé YMn2 représente un excellent système pour étudier l'antiferromagnétisme itinérant. Dans le cas du composé Y (Mn0,9Al0,1) 2 la diffusion paramagnétique devient large et décroît quand la température croît: comportement analogue à celui d'un système localisé.

PACS
7520E - Metals and alloys.
7530C - Saturation moments and magnetic susceptibilities.
7530K - Magnetic phase boundaries (including magnetic transitions, metamagnetism, etc.).
7540 - Critical-point effects, specific heats, short-range order.

Key words
aluminium alloys -- antiferromagnetic properties of substances -- magnetic susceptibility -- manganese alloys -- neutron diffraction examination of materials -- paramagnetic properties of substances -- paramagnetic antiferromagnetic transitions -- spin dynamics -- yttrium alloys