J. Phys. France 46, 1435-1442 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:019850046080143500

Domains and anisotropy in the amorphous ferro-spin glass (Fe 78Mn22)75 P16 B6 Al3

S. Senoussi et Y. Öner

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

Abstract
We report magnetic measurements on amorphous (Fe78Mn22 )75P16B6Al3 as a function of field (0-30 kOe), temperature (1.5-300 K) and after the sample had been cooled through the spin glass ferromagnetic transition either with or without an applied field. The relationships m vs. H and m vs. T in the reentrant (R) phase are discussed in terms of a domain approach introduced previously in connection with crystalline Ni78Mn22 and Au82Fe18. This approach assumes the existence of a « macroscopic » domain structure in the ferromagnetic phase. When the sample is cooled through the SG-FM transition temperature (Tf) the domain structure is quenched in by the onset of strong anisotropy forces in the reentrant phase. The data suggest that any decrease in the degree of ferromagnetic order, as the sample is cooled through the R-FM transition, should be reflected in the FC-magnetization curve rather than in the ZFC-curve (measured during warming). The familiar sharp drop in the ZFC-magnetization is associated principally with domain rotation and coercitivity effects. Comparison between amorphous (Fe78Mn22)75P16B6Al 3 and crystalline Au82Fe18 shows that the two systems behave very similarly in almost every respect, suggesting that the characteristic behaviour of gold-iron is quite general and not connected with metallurgical effects as have been often claimed.

Résumé
L'aimantation de l'alliage amorphe ferro-verre de spin (Fe78Mn 22)75P16B6Al3 a été mesurée en fonction du champ (0-30 kOe), de la température (1,5-300 K) et après que l'échantillon ait été refroidi soit en champ nul, soit dans un champ appliqué différent de zéro. Les propriétés magnétiques de l'état réentrant (T ≲ 35 K) sont discutées dans le cadre d'un modèle introduit précédemment à propos des alliages cristallins AuFe et NiMn. Ce modèle suppose l'existence de domaines ferro-magnétiques de tailles « macroscopiques » dans l'état ferro. Pendant le refroidissement à travers la phase réentrante, chaque domaine se fige dans la direction qu'il avait dans la phase ferro par l'apparition d'un champ d'anisotropie ayant la même direction que le domaine. Par ailleurs, les résultats suggèrent que toute diminution du degré d'ordre ferromagnétique lorsque l'on traverse la transition (ferro → verre de spin) devrait se voir dans l'aimantation mesurée pendant le refroidissement de l'échantillon. Quant à la chute de l'aimantation à la transition mesurée en cours d'échauffement et après refroidissement dans H = 0, elle est dominée par des effets de rotation de domaines et de coercitivité. Une comparaison détaillée entre Au82Fe18 cristallin et (Fe78Mn 22)75P16B6Al3 amorphe montre que les propriétés magnétiques les plus caractéristiques des deux alliages sont très similaires dans tous les cas considérés. Ceci suggère que celles-ci ont un caractère très général et ne sont pas dues à des inhomogénéités métallurgiques comme cela a été parfois affirmé à propos de AuFe.

PACS
7530G - Magnetic anisotropy.
7530K - Magnetic phase boundaries (including magnetic transitions, metamagnetism, etc.).
7540 - Critical-point effects, specific heats, short-range order.
7550B - Fe and its alloys.

Key words
aluminium alloys -- boron alloys -- ferromagnetic properties of substances -- ferromagnetic paramagnetic transitions -- iron alloys -- magnetic anisotropy -- magnetic domains -- magnetic hysteresis -- magnetic properties of amorphous substances -- manganese alloys -- phosphorus alloys -- spin glasses