J. Phys. France 45, 315-322 (1984)
DOI: 10.1051/jphys:01984004502031500

Irreversible effects in Aug81Fe19 and Ni79Mn 21 below the de Almeida-Thouless temperature

S. Senoussi

Laboratoire de Physique des Solides , Université de Paris-Sud, Bâtiment 510, 91405 Orsay, France

Abstract
Two disordered alloys, Au81Fe19 and Ni79Mn 21, were cooled from ˜ 100 K down to different temperatures in the range 1.2 K < T < 40 K, either in zero field or in a field ranging from 50 G to 28 kG. Their low-field hysteresis loops were then measured Near and above some characteristic temperature, TAT, identified as the de Almeida-Thouless temperature, the hysteresis loops of both alloys present essentially the same shape as for standard ferromagnets. Well below TAT, the loops become quite large and are very different in shape both from the standard ferromagnetic case and from one alloy to another. Memory effects, induced by field cooling, are found to have very different stabilities in the two alloys. In Au 81Fe19, they are highly unstable and easily washed out by cycling an applied field of a few hundreds gauss at 1.5 K. In the Ni 79Mn21 alloy, they are remarkably stable whatever the cycling field (T = 1.5 K) in the available range ± 28 kG. Large hysteresis losses set in below TAT and increase very rapidly in a narrow temperature region defined as the de Almeida-Thouless cross-over region. It is suggested that the low field behaviour of Ni79Mn21 cooled in zero field is determined by the appearance of unidirectional anisotropy fields during cooling. These fields would have approximately the same domain structure as the spontaneous magnetization and would be created by the molecular field of this magnetization.

Résumé
Deux alliages désordonnés, Au81Fe19 et Ni79 Mn21 ont été refroidis dans des champs extérieurs fixes allant de zéro à 28 kG depuis˜ 100 K jusqu'a diverses températures de mesures comprises entre 1,5 et 40 K. Leurs courbes d'hystérésis, à faible champ, ont été ensuite mesurées. Au voisinage et au-dessus d'une certaine température caractéristique, TAT, identifiée comme celle de de Almeida-Thouless, chacun des deux alliages se comporte comme un ferromagnétique conventionnel. Cependant, pour T << TAT, les courbes d'hystérésis des deux systèmes deviennent extrêmement larges et en même temps assez différentes en forme de celles des ferromagnétiques classiques et très différentes entre elles. De plus, dans le cas de Au81Fe19, les effets de mémoire induits par le champ de refroidissement sont très instables et effaçables par des champs négatifs de quelques centaines de Gauss appliqués à 1,5 K par exemple. Au contraire, dans le cas de Ni79Mn 21' les effets de mémoire sont extrêmement stables quelle que soit la valeur du champ négatif, compris entre 0 et - 28 kG, appliqué à 1,5 K. En dessous de TAT , des pertes d'hystérésis apparaissent et augmentent très rapidement dans une région de température définie comme la région de cross-over de de Almeida- Thouless. On suggère que les propriétés magnétiques de Ni79Mn21, refroidi dans H = 0 pourraient être dues à l'apparition de champs d'anisotropie unidirectionnelle pendant le refroidissement. Ces champs seraient créés par le champ moléculaire associé avec l'aimantation spontanée et auraient la même structure spatiale que cette dernière.

PACS
7560E - Magnetization curves, hysteresis, Barkhausen and related effects.

Key words
ferromagnetic properties of substances -- gold alloys -- iron alloys -- magnetic anisotropy -- magnetic hysteresis -- manganese alloys -- nickel alloys