J. Phys. France 41, 627-632 (1980)
DOI: 10.1051/jphys:01980004107062700

Reorientation of magnetic moments under mechanical stresses in FeCl 2 at 0 K : theoretical predictions

J.A. Nasser

DPh-G/PSRM, CEN Saclay, B.P. 2, 91190 Gif sur Yvette, France

Abstract
We predict in the case of FeCl2 which is an uniaxial antiferromagnet for T ≤ TN (≈ 25 K), that one can modify the Fe+2 ions crystalline field symmetry by applying a mechanical stress and hence modify the moment orientation of these ions. We give as function of the crystalline field variation δW, an expression for the components of the tensor which relates the moment variation of each ion with the crystal strains. 0 K results are obtained for the antiferromagnetic and saturated paramagnetic phases, this latter phase being obtained by application of a strong enough magnetic field along the moment alignment direction. Our results are compatible with symmetry considerations. The size of the predicted moment variation suggests that it could be observed experimentally. From the tensor components measurement one can deduce the value of some of the crystalline field derivatives with respect to strains.

Résumé
Nous montrons dans le cas de FeCl2 - un composé antiferromagnétique uniaxe pour T ≤ TN (≈ 25 K) - qu'on peut, par application de contraintes mécaniques, modifier la symétrie du champ cristallin des ions Fe+2 et par là modifier l'orientation des moments de ces ions. Nous donnons en fonction de la variation du champ cristallin δ W, l'expression des composantes du tenseur qui relie la variation du moment de chaque ion Fe+2 aux déformations du cristal. Les calculs sont faits pour FeCl2 à 0 K dans les phases antiferromagnétique et paramagnétique saturée ; cette dernière phase est obtenue en appliquant un champ magnétique suffisamment fort selon l'axe d'alignement des moments. Nos résultats sont conformes à ceux que laissent prévoir les arguments de symétrie. L'ordre de grandeur prévu pour la variation d'aimantation est suffisant pour permettre sa mise en évidence expérimentale. De la mesure des composantes du tenseur, on peut déduire la valeur de certaines dérivées du champ cristallin en fonction des déformations.

PACS
7520C - Nonmetals.
7530C - Saturation moments and magnetic susceptibilities.
7550E - Antiferromagnetics.

Key words
antiferromagnetic properties of substances -- crystal field interactions -- iron compounds -- magnetic moments -- magnetomechanical effects -- paramagnetic properties of substances