Étude par diffraction de neutrons de l'antiferromagnétisme hélicoïdal du spinelle ZnCr2Se4 en présence d'un champ magnétique

Abstract

Le composé spinelle normal ZnCr2Se4 est un hélimagnétique dont le vecteur de propagation est [001]. Les spins sont situés dans le plan des feuillets (00l) et l'angle entre les spins appartenant à des feuillets adjacents est de 42° ± 1°. Nous étudions, par diffraction des neutrons, les effets d'un champ magnétique sur les satellites (000)±, (111) - et (111)+. Pour un champ d'environ 3 kŒ se produisent des déplacements de parois des domaines antiferromagnétiques à 90° ; seuls subsistent les domaines pour lesquels la normale au plan des feuillets est la plus voisine de la direction du champ. Pour ces mêmes valeurs de champ, l'axe de rotation des spins s'aligne dans la direction du champ. Ce comportement permet de fixer l'ordre de grandeur de l'énergie associée aux parois de Bloch, du champ d'anisotropie (quelques centaines d'oersteds), et de rendre compte de la croissance linéaire de l'aimantation en fonction du champ. Pour des valeurs plus élevées de champ, les spins se courbent en direction du champ. L'alignement progressif des spins que nous mettons en évidence dans des champs de 10 à 15 kŒ, serait complet pour un champ de 64 kŒ. Des effets d'hystérésis associés aux mouvements de parois sont mis en évidence. Nous déterminons enfin les constantes d'échange entre premiers, seconds et troisièmes voisins