J. Phys. France 37, 503-508 (1976)
DOI: 10.1051/jphys:01976003705050300

Stress induced linear dichroism of antiferromagnetic perovskites : KNif3, KCoF3 and RbCoF3. I. - Magnetic origin and evidence for domain twin-walls movements

J. Ferré¹, B. Briat¹, R.H. Petit¹, R.V. Pisarev² et J. Nouet<sup>3

1</sup>  Laboratoire d'Optique Physique, 10, rue Vauquelin, 75231 Paris Cedex 05, France
²  A. F. Ioffe Physico-technical Institute, Leningrad, USSR
³  Faculté des Sciences, Route de Laval, 72000 Le Mans, France

Abstract
We report here on the stress induced linear dichroism (LD) of KNiF 3, KCoF3 and RbCoF3 above and below their Néel temperature. Above TN we obtain a linear variation of the dichroism with a < 001 > applied stress S, but below TN we find two different parts for this curve when S increases. Under a small stress (S < Scr) the LD increases rapidly and is reversible with S. From these experiments, we infer that there is an easy reversible movement of the domain twin-walls. This is confirmed by the small energy required to obtain a single domain in comparison to the k = 0 magnon energy deduced from Raman experiments. The value of this energy agrees with our recent magnetic circular dichroism studies. For all samples above Scr (S // < 001 >) we obtain an untwinned crystal where the spins align along the < 001 > direction. In agreement with our calculations, no effect is observed for KCoF3 and RbCoF3 under a < 011 > stress since they have a small λ111 magnetostrictive coefficient. Under a high stress (S > Scr), the LD increases rapidly with decreasing temperature just below TN. We attribute this dichroism to a pure magnetic origin which is related to the exchange splitting in the ground state, the stress being only used to align the spins along a definite direction.

Résumé
Nous considérons le dichroisme linéaire (DL) sous contrainte de KNiF 3, KCoF3 et RbCoF3, au-dessus et au-dessous de la température de Néel. Au-dessus de TN, le dichroisme sous une contrainte S parallèle à < 001 > varie linéairement en fonction de S tandis qu'au-dessous de TN on observe deux comportements différents de part et d'autre de Scr. En particulier, sous une faible contrainte (S < Scr), la variation du DL est rapide et réversible. Nous interprétons nos résultats expérimentaux par le déplacement aisé des parois de domaines (parois de mâcle). Ce comportement est confirmé par la faible valeur de l'énergie nécessaire à la formation d'un monodomaine comparée à l'énergie d'un magnon à k = 0 déduite d'expériences de diffusion Raman. La valeur de cette énergie est en accord avec nos récentes études sur le dichroisme circulaire magnétique. Pour une contrainte S // < 001 > supérieure à Scr, dans tous les échantillons, les spins s'alignent suivant la direction < 001 >. Par contre, une contrainte parallèle à < 011 > ne donne aucun DL pour KCoF3 et RbCoF 3. Ceci est en accord avec nos calculs, car le coefficient de magnétostriction λ 111 est très faible. En présence d'une forte contrainte (S > Scr), immédiatement au-dessous de TN, le DL augmente rapidement si la température décroît. Nous concluons que le DL a une origine purement magnétique liée aux séparations énergétiques de l'état fondamental dues à l'interaction d'échange. Le rôle de la contrainte est d'aligner les spins suivant une direction déterminée.

PACS
7560C - Domain walls and domain structure.
7550E - Antiferromagnetics.
7580 - Magnetomechanical and magnetoelectric effects, magnetostriction.

Key words
antiferromagnetic properties of substances -- dichroism -- magnetic domains -- magneto optical effects -- magnetostriction -- piezo optical effects -- potassium compounds -- rubidium compounds