Etude par mesures de susceptibilité magnétique et par spectrométrie Mössbaeur du comportement verre de spin dans les composés isolants dilués FexMg₁-x Cl₂

Abstract

La thèse présente une étude expérimentale par mesures de susceptibilité et par spectrométrie Mössbauer des propriétés magnétiques du système dilué FexMg₁₋xCl₂. Nous avons démontré l’existence d’un comportement verre de spin aux basses températures et pour une dilution suffisante x ≤ 0.50. Nous avons étudié les signes pathologiques d’une telle phase verre de spin et précisé son domaine d’existence. Cette phase résulte de la compétition entre interactions premiers voisins ferromagnétiques et seconds voisins antiferromagnétiques au voisinage du seuil de percolation du réseau associé. L’analyse microscopique de l’état verre de spin par effet Mössbauer montre la coexistence d’amas (ou clusters) de spins bloqués (composante hyperfine du spectre) et de spins isolés ou de groupement de spin relaxant rapidement (composante paramagnétique). L’apparition de l’ordre à courte distance associé à la formation de clusters a lieu bien au-dessus de la température de gel observée en susceptibilité. Les résultats s’interprètent bien par le grandissement de la taille des clusters et le ralentissement de leur relaxation lorsque la température décroît. Afin d’analyser le passage de la phase paramagnétique à la phase verre de spin nous avons fait l’étude de l’aimantation non linéaire dans le composé Fe₀.₃₀Mg₀.₇₀Cl₂. Nous montrons que les deux premiers termes de l’aimantation non linéaire divergent selon une puissance de (T-Tg). Cette divergence est analysée en termes d’exposants critiques et de lois d’échelle. Les résultats semblent conduire à l’existence d’une transition à température finie.