J. Phys. France 37, 1169-1186 (1976)
DOI: 10.1051/jphys:0197600370100116900

Electronic properties of mixed uranium-thorium monosulphides (U xTh1-x)S

J. Danan¹, C.H. De Novion¹, Y. Guerin¹, F.A. Wedgwood² et M. Kuznietz<sup>3

1</sup>  DECPu, C.E.N., B.P. 6, 92260 Fontenay-aux-Roses, France
²  AERE, Harwell, Didcot, Oxfordshire, England
³  Soreq Nuclear Research Center, Yavne, Israel

Abstract
We have measured bulk magnetization, neutron magnetic scattering and specific heat between 1.5 and 300 K of mixed uranium-thorium monosulphides (U xTh1-x)S with large uranium concentrations (x 0.20). Long-range ferromagnetic order is observed at low temperature for 0.43 < x ≤ 1, but no long-range magnetic order occurs for x < 0.43. Magnetization and Curie temperature decrease linearly with uranium content. The electronic specific heat is maximum at the critical concentration xc = 0.43. Our experiments failed to reveal Schottky anomalies in specific heat or crystal-field levels by inelastic neutron scattering. Our results favour a band description rather than a localised description for uranium 5f electrons.

Résumé
Nous avons mesuré l'aimantation, la diffusion magnétique des neutrons et la chaleur spécifique entre 1,5 et 300 K de monosulfures mixtes d'uranium et de thorium (UxTh1-x)S contenant une proportion importante d'uranium (x 0,20). L'ordre ferromagnétique à grande distance est observé à basse température pour 0,43 < x ≤ 1, mais pour x < 0,43, il n'y a pas d'ordre magnétique à grande distance. L'aimantation spontanée et la température de Curie décroissent linéairement avec la concentration en uranium. La chaleur spécifique électronique est maximale à la concentration critique xc = 0,43. Nos mesures de chaleur spécifique n'ont pas montré d'anomalies de Schottky et nous n'avons pas observé de niveaux de champ cristallin en diffusion inélastique de neutrons. L'ensemble de nos résultats suggère une description de bande plutôt qu'une description localisée pour les électrons 5f de l'uranium.

PACS
7120N - Semiconductor compounds.
7525 - Spin arrangements in magnetically ordered materials (including neutron and spin-polarized electron studies, synchrotron-source x-ray scattering, etc.).
7530C - Saturation moments and magnetic susceptibilities.

Key words
band model of magnetism -- Curie temperature -- ferromagnetic properties of substances -- magnetisation -- neutron diffraction examination of materials -- specific heat of solids -- thorium compounds -- uranium compounds