J. Phys. France 34, 27-34 (1973)
DOI: 10.1051/jphys:0197300340102700

Magnetic properties of an antiferromagnetic two-singlet system. II. Results on terbium aluminum garnet

A. Gavignet-Tillard, J. Hammann et L. De Seze

Service de Physique du Solide et de Résonance Magnétique Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay, BP n° 2, 91, Gif-sur-Yvette

Abstract
The metamagnetic properties of terbium aluminum garnet, which is a six-sublattice antiferromagnet (TN = 1.35 °K) are studied : the magnetization and differential susceptibility curves as functions of the external magnetic field are reported for different crystallographic directions and temperatures from 0.36 °K to 1 °K. These results are analysed within the frame of the molecular-field approximation in terms of the two-singlet model appropriate for TbAlG, taking into account some exchange along with the dipolar interactions preponderant in rare-earth aluminum garnets. The interaction constants found are confirmed by the value of the magnetic energy at 0 °K deduced from specific heat measurements between 0.35 °K and 4.2 °K.

Résumé
Les propriétés métamagnétiques du grenat de terbium et d'aluminium (TbAlG), qui est un antiferromagnétique à six sous-réseaux (TN = 1,35 °K), sont étudiées ici : on donne les courbes d'aimantation et de susceptibilite différentielle en fonction du champ magnétique appliqué pour différentes directions cristallographiques et des températures variant de 0,36 °K à 1 °K. Les résultats sont interprétés dans le cadre du champ moléculaire et du modèle à deux singulets qui est approprié pour TbAlG, en prenant en considération l'échange à ajouter aux interactions dipolaires qui restent prépondérantes dans les grenats de terre rare et d'aluminium. Les valeurs des constantes d'interaction ainsi déterminées sont confirmées par l'énergie magnétique à 0 °K déduite de mesures de chaleur spécifique entre 0,35 et 4,2 °K.

PACS
7510D - Crystal-field theory and spin Hamiltonians.
7540 - Critical-point effects, specific heats, short-range order.
7550E - Antiferromagnetics.

Key words
antiferromagnetic properties of substances -- crystal field theory -- garnets -- magnetic transitions of substances -- metamagnetism -- specific heat of solids -- terbium compounds