J. Phys. France 29, 813-824 (1968)
DOI: 10.1051/jphys:01968002908-9081300

Étude de Cr2S3 rhomboédrique par diffraction neutronique et mesures magnétiques

E.F. Bertaut, J. Cohen, B. Lambert-Andron et P. Mollard

Laboratoire d'Électrostatique et de Physique du Métal, C.N.R.S., B.P. n° 319 et Centre d'Études Nucléaires de Grenoble, B.P. n° 269, 38-Grenoble

Abstract
The magnetic structure of the rhombohedral variety of Cr2S 3 (a = 5.94 Å; c = 16.7 Å; group R3) has three magnetic sublattices : 3a and 3b parallel and 6c antiparallel. The slightly different thermal variation of the sublattice magnetizations gives rise to a weak ferrimagnetism increasing from zero at 0 °K to a maximum of 2.17 e.m.u./g at 80 °K and disappearing at the Néel temperature TN = 122 °K. The paramagnetic Curie temperature is θp = - 636 °K. Stability criteria allow to estimate that the most negative exchange integral relating two cations at a distance of 2.77 Å is inferior to - 36 °K. For Cr2Sa the molecular field theory is shown to overestimate largely the Néel temperature.

Résumé
La structure magnétique de la variété rhomboédrique de Cr2S 3 (a = 5,94 Å ; c = 16,7 Å ; groupe R3) comprend trois sous-réseaux magnétiques : 3a et 3b parallèles et 6c anti-parallèle. La variation thermique légèrement différente de l'aimantation des sous-réseaux donne lieu à un faible ferrimagnétisme croissant de zéro à 0 °K vers un maximum de 2,17 u.e.m./g à 80°K et disparaissant à la température de Néel de TN = 122 °K. La température de Curie paramagnétique observée est θ p = - 636 °K. Ires critères de stabilité permettent d'estimer que l'intégrale d'échange la plus négative, reliant deux cations distants de 2,77 Å, est inférieure à - 36 °K. On montre que dans Cr2S 3 la théorie du champ moléculaire surestime largement la température de Néel.

PACS
7525 - Spin arrangements in magnetically ordered materials (including neutron and spin-polarized electron studies, synchrotron-source x-ray scattering, etc.).

Key words
Magnetic structure -- Trigonal lattices -- Neutron diffraction -- Magnetization -- Sublattices -- Neel temperature -- Curie point -- Chromium sulfides