J. Phys. France 46, 1553-1563 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:019850046090155300

Evidence for random strain at the cubic site of Yb3+ in palladium by Mössbauer spectroscopy on 170Yb

P. Bonville et R. Conte

CEA-CEN Saclay, DPhG-SPSRM, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

Abstract
We have analysed the slow relaxation Mössbauer emission spectrum obtained at T = 0.11 K of the paramagnetic ion Yb3+ in palladium. In this alloy, the two Yb3+ lowest crystal field states (ground state Γ7 and first excited state Γ8) are quasi-degenerate (separation Δ ≈ 2.5 K). In this situation the magnetic hyperfine spectrum is very sensitive to crystal field distortions away from cubic symmetry, which gives rise to an important static broadening of the lines. Our lineshape analysis provides an estimate of the product of the magnetoelastic constant V and the mean square deviation σ of the random strain distribution : V σ = 0.04 K. The spectrum lineshape suggests that the predominant distortions in PdYb have Γ5 symmetry. In addition, we put in evidence finer effects related to the hyperfine interaction when treated to second perturbation order.

Résumé
Nous avons effectué l'analyse du spectre hyperfin Mössbauer de relaxation lente de l'ion paramagnétique Yb3+ dans le palladium à T = 0,11 K. Dans cet alliage, les deux états de champ cristallin de Yb3+ les plus bas en énergie (état fondamental Γ7 et premier état excité Γ 8) sont quasi dégénérés (Δ ≈ 2,5 K). Ceci confère au spectre hyperfin magnétique une grande sensibilité aux distorsions de champ cristallin par rapport à la symétrie cubique, ce qui se traduit par un clargissement statique important des raies. Notre analyse nous a permis d'estimer le produit de la constante magnétoélastique V par l'écart-type σ de la distribution des déformations aleatoires : V σ = 0,04 K. La forme du spectre suggère que les déformations dominantes dans PdYb sont de symétrie Γ5. En outre, nous avons mis en évidence des effets plus fins liés à l'interaction hyperfine au second ordre en perturbation.

PACS
7170C - Crystal and ligand fields.
7170J - Nuclear states and interactions.
7530H - Magnetic impurity interactions.
7580 - Magnetomechanical and magnetoelectric effects, magnetostriction.

Key words
crystal field interactions -- crystal hyperfine field interactions -- dilute alloys -- magnetic impurity interactions -- magnetoelastic effects -- Mossbauer effect -- palladium alloys -- ytterbium alloys