Relaxation and phonon bottleneck of 169Tm nuclear spins in TmPO 4 : evidence for the direct process ?

Abstract
The spin-lattice relaxation time T1 of 169Tm nuclear spins in TmPO4 has been measured at temperatures T between 50 mK and 2.2 K, in a magnetic field H perpendicular to the c-axis, ranging from 15 mtesla to 5.5 tesla. The results above 0.5 tesla are interpreted in terms of a direct process, strongly slowed down by phonon bottleneck. In very low fields ( H < 0.1 tesla), T1 varies like H 2/ T. We discuss the feasibility of producing a nuclear ordered state of the 169Tm spins by « brute force ».

Résumé
Le temps de relaxation T1 des spins nucléaires de 169Tm dans TmPO4 a été mesuré à des températures T comprises entre 50 mK et 2,2 K, dans un champ magnétique H perpendiculaire à l'axe c, dans l'intervalle 15 mtesla à 5,5 tesla. Les résultats au-dessus de 0,5 tesla sont interprétés en termes d'un processus direct, fortement ralenti par l'engorgement de phonons. Dans les champs très bas (H < 0,1 tesla), T1 varie comme H2/T. Nous discutons la possibilité de produire un état nucléaire ordonné des spins de 169Tm par la méthode de « brute force ».