Neutron diffraction studies of the magnetic phase transitions in Ce2Fe17 compound under pressure

Abstract

The influence of hydrostatic pressure (up to 5 kbar) on the magnetic structure of Ce2Fe17 was investigated using neutron diffraction in the temperature range from 2 to 300 K. The existence of a collinear ferromagnetic phase below 95 K with a magnetic moment of Fe, mFe=2.0 μB, was confirmed at ambient pressure. Magnetic peaks present between 95 and 205 K correspond to an incommensurate antiferromagnetic structure with a wave vector changing its value from τ1=0.026 Å−1 at 100 K to τ1=0.034 Å−1 at 205 K. A helical model is used to describe the magnetic structure. Application of high pressures leads to significant changes of the magnetic structure. The ferromagnetic phase, suppressed in the studied temperature range by pressures higher than 3 kbar, gets substituted by a new incommensurate antiferromagnetic phase. This phase can be described as a superposition of the helical structure with a second antiferromagnetic coupling with propagation vector τ2≈0.078 Å−1 at 40 K under pressures above 3 kbar. The correlation with recent results of magnetization studies under pressure is analyzed and discussed.

Influence of lattice volume on magnetic states of Ce2Fe16MnDy compounds (y=,1,2.3)

“…9 An extraordinary sensitivity of the ferromagnetic state of Ce 2 Fe 17 to the decrease of volume was confirmed by the magnetization and neutron diffraction measurements under pressure. 10,11 Both showed that a decrease of the volume leads to the suppression of the FM ground state and its substitution by the AFM one.…”

Études structurales par diffraction neutroniquein situet ou en temps réel

“…Ainsi, à titre d'exemple, le diagramme de diffraction de la figure 3 présente l'évolution d'une partie du diagramme de diffraction neutronique de Ce 2 Fe 17 enregistré entre 2 et 300 K [17]. Ce composé présente une mise en ordre magnétique de type antiferromagnétique à T N = 205 K [17] cela se traduit, au refroidissement, par l'apparition sur le diffractogramme de pics de Bragg d'origine magnétique alors qu'à température ambiante les pics de Bragg ne sont dus qu'à l'ordre atomique.…”

“…Ainsi, à titre d'exemple, le diagramme de diffraction de la figure 3 présente l'évolution d'une partie du diagramme de diffraction neutronique de Ce 2 Fe 17 enregistré entre 2 et 300 K [17]. Ce composé présente une mise en ordre magnétique de type antiferromagnétique à T N = 205 K [17] cela se traduit, au refroidissement, par l'apparition sur le diffractogramme de pics de Bragg d'origine magnétique alors qu'à température ambiante les pics de Bragg ne sont dus qu'à l'ordre atomique. Signalons que le caractère hélimagnétique de la structure antiferro adoptée par ce composé entre T N et T = 95 K conduit à des pics de Bragg magnétiques qui sont des satellites des pics nucléaires d'où leur notation sur la figure 3 (000) + , (101) − , (101) + (102) − [17].…”

“…Ce composé présente une mise en ordre magnétique de type antiferromagnétique à T N = 205 K [17] cela se traduit, au refroidissement, par l'apparition sur le diffractogramme de pics de Bragg d'origine magnétique alors qu'à température ambiante les pics de Bragg ne sont dus qu'à l'ordre atomique. Signalons que le caractère hélimagnétique de la structure antiferro adoptée par ce composé entre T N et T = 95 K conduit à des pics de Bragg magnétiques qui sont des satellites des pics nucléaires d'où leur notation sur la figure 3 (000) + , (101) − , (101) + (102) − [17]. En dessous de la température T la structure magnétique évolue et donne lieu à une structure ferromagnétique, ainsi les pics de Bragg antiferromagnétiques disparaissent à T au profit d'une contribution ferromagnétique qui s'ajoute à l'intensité nucléaire des pics (101), (102) et (103).…”

“…En dessous de la température T la structure magnétique évolue et donne lieu à une structure ferromagnétique, ainsi les pics de Bragg antiferromagnétiques disparaissent à T au profit d'une contribution ferromagnétique qui s'ajoute à l'intensité nucléaire des pics (101), (102) et (103). Ce type d'analyse des diagrammes de phases magnétiques par thermodiffraction neutronique est maintenant classique en diffraction de poudre et peut aussi être réalisée sous pression [17][18][19][20] ou sous l'application d'un champ externe électrique ou magnétique [21]. Ce type d'étude est désormais réalisable sur monocristaux en particulier sur un instrument configuration de Laue comme VIVALDI [22,23].…”