Numéro
J. Phys. France
Volume 29, Numéro 1, janvier 1968
Page(s) 57 - 66
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:0196800290105700
J. Phys. France 29, 57-66 (1968)
DOI: 10.1051/jphys:0196800290105700

Propriétés magnétiques du grenat d'aluminium et de dysprosium. I. Théorie a 0 °K

R. Bidaux et B. Vivet

Service de Physique du Solide et de Résonance Magnétique, Centre d'Études Nucléaires de Saclay, B.P. n° 2, 91-Gif-sur-Yvette.


Abstract
It is shown that the application of a strong enough magnetic field on dysprosium aluminium garnet will uncouple those sublattices, the easy magnetization axis of which is normal to the field, from the other sublattices. Thus, this garnet bears much resemblance to Fisher's "superexchange" antiferromagnet. One determines within a molecular field treatment involving twenty four sublattices : 1) the magnetic phase diagram at 0 °K ; 2) the nature of the new phases which a magnetic field is liable to induce ; 3) the ordering températures of theses phases when the magnetic field is applied in the principal directions. Group theory is extensively used to solve these problems. The existence of two nonequivalent easy axes gives this garnet very unusual magnetic properties.


Résumé
On montre que dans le grenat d'aluminium et de dysprosium l'application d'un champ magnétique assez intense est susceptible de découpler les sous-réseaux ayant leur axe de facile aimantation normal au champ des autres sous-réseaux, ce qui confère à ce grenat une grande ressemblance avec l'antiferromagnétique « décoré » de Fisher. Dans un modèle de champ moléculaire à vingt-quatre sous-réseaux, on détermine : 1° le diagramme de phase magnétique à 0 °K ; 2° la nature des phases nouvelles que le champ magnétique peut faire apparaître ; 3° les températures d'ordre de ces phases pour des champs appliqués dans les directions principales. La théorie des groupes est utilisée de manière extensive pour résoudre ces problèmes. L'existence de deux directions de facile aimantation non équivalentes confère à ce grenat des propriétés magnétiques très remarquables.

PACS
7530K - Magnetic phase boundaries (including magnetic transitions, metamagnetism, etc.).
7525 - Spin arrangements in magnetically ordered materials (including neutron and spin-polarized electron studies, synchrotron-source x-ray scattering, etc.).

Key words
Magnetization -- YAG -- Magnetization direction -- Magnetic-phase diagrams -- Magnetic ordering -- Molecular field approximation -- Sublattices