J. Phys. France 36, 415-426 (1975)
DOI: 10.1051/jphys:01975003605041500

Étude Mössbauer des propriétés électroniques, magnétiques et hyperfines de Fe2+ dans les fluosilicates

F. Varret et G. Jehanno

Service de Physique du Solide et de Résonance Magnétique, Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay, BP n° 2, 91190 Gif-sur-Yvette, France

Abstract
The following results concerning Fe2+ in several fluosilicates (Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Zn) are described : thermal variation of the quadrupole splitting ; hyperfine field obtained by applying a magnetic field to single crystals of ferrous fluosilicate, pure or diluted in zinc fluosilicate, at various temperatures and for several orientations. With the help of previous pulsed-field data, the above results are interpreted in terms of crystal-field parameters, as follows : - In zinc fluosilicate : δ/λ = trigonal orbital splitting/spin orbit coupling = 2.1 ± 0.1 ; λ = - 88 ± 3 cm-1; <r-3>3d = 3.7 ± 0.3 A.U. ; HF (Fermi term) = - 535 ± 30 kOe. - In ferrous fluosilicate : δ/λ ≈ 15 ; λ = - 100 ± 7 cm-1 ; <r -3>3d = 4.0 ± 0.3 A.U. (assuming HF = - 535 kOe). In addition, the hyperfine magnetic anisotropy observed in the easy plane, as well as the value of the asymmetry parameter η = 0.32 ± 0.02, are accounted for by a non-axial crystalline potential including both 2nd and 4th order terms.

Résumé
Nous interprétons ici la variation thermique de l'interaction quadrupolaire de Fe2+ dans les fluosilicates de Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, ainsi que la valeur du champ hyperfin observé dans des monocristaux de fluosilicate de fer pur ou de fer dilué dans le fluosilicate de zinc, soumis à des champs magnétiques extérieurs, dans diverses conditions d'orientation et de température. Compte tenu de données antérieures obtenues par des expériences en champ pulsé, nous obtenons, à basse température, dans un modèle de champ cristallin, les résultats suivants : - Dans le fluosilicate de zinc : δ/λ = séparation orbitale trigonale/couplage spin-orbite = 2,1 ± 0,1; λ = - 88 ± 3 cm-1; <r-3> 3d = 3,7 ± 0,3 U.A. ; HF (terme de Fermi) = - 535 ± 30 kOe. - Dans le fluosilicate de fer : δ/λ ≈ 15, λ = - 100 ± 7 cm-1 et <r-3>3d = 4,0 ± 0,3 U.A. si l'on prend HF = - 535 kOe. De plus, l'anisotropie magnétique hyperfine observée dans le plan de facile aimantation ainsi que la valeur du paramètre d'asymétrie η = 0,32 ± 0,02 s'expliquent par l'introduction d'un potentiel cristallin supplémentaire, qui abaisse la symétrie et qu'il a fallu développer jusqu'à l'ordre 4.

PACS
7510D - Crystal-field theory and spin Hamiltonians.
7680 - Mössbauer effect; other gamma-ray spectroscopy.

Key words
cobalt compounds -- crystal hyperfine field interactions -- iron compounds -- magnesium compounds -- magnetic anisotropy -- manganese compounds -- Mossbauer effect -- nickel compounds -- zinc compounds