J. Phys. France 38, 463-471 (1977)
DOI: 10.1051/jphys:01977003805046300

Étude expérimentale de l'ordre antiferromagnétique induit par les interactions hyperfines dans les grenats gallates de terbium et d'holmium

J. Hammann et M. Ocio

S.P.S.R.M., Orme des Merisiers, BP 2, 91190 Gif-sur-Yvette, France

Abstract
The terbium and holmium gallium gamets are good examples of induced moment systems. They show a low température magnetic order which is induced by the hyperfine interactions. The properties of the coupled electronic-nuclear order have already been studied theoretically [2]. In the present paper, they are observed by neutron diffraction measurements. The patterns obtained at 0.04 K are compatible with the six sublattice antiferromagnetic structure which had been assumed for the calculation of ref. [2]. The temperature dependences of the intensity of the (110) reflexions lead to very different behaviours of the spontaneous electronic magnetizations. The results show the strong dependence of these behaviours on the actual values of the magnetic interactions and the gap between the two considered crystal field singlets.

Résumé
Les grenats gallates de terbium et d'holmium présentent à très basse température un ordre magnétique induit par les interactions hyperfines. Les propriétés liées à la présence de cet ordre couplé électronique-nucléaire ont déjà été étudiées théoriquement [2]. Dans la présente publication, elles sont mises en évidence expérimentalement par des mesures de diffraction neutronique. Les spectres obtenus à 0,04 K sont compatibles avec la structure à six sous-réseaux qui avait été admise pour les calculs de la réf. [2]. Les mesures de variation d'intensité des réflexions (110) en fonction de la température donnent des comportements très différents pour les deux composés. Les résultats confirment la forte dépendance de l'aimantation électronique spontanée par rapport aux valeurs des interactions magnétiques et de l'énergie de séparation des deux singulets de champ cristallin.

PACS
7170C - Crystal and ligand fields.
7170J - Nuclear states and interactions.
7510D - Crystal-field theory and spin Hamiltonians.
7525 - Spin arrangements in magnetically ordered materials (including neutron and spin-polarized electron studies, synchrotron-source x-ray scattering, etc.).

Key words
antiferromagnetic properties of substances -- crystal hyperfine field interactions -- garnets -- holmium compounds -- magnetic structure -- neutron diffraction examination of materials -- terbium compounds