Des hydrogénophosphates aux pyrophosphates mixtes d'éléments de transition : Systèmes de basse dimensionalité; synthèse, cristallochimie et étude magnétostructurale

Abstract

Le but poursuivi au cours de ce travail a été l’étude du comportement magnétique des familles de composés phosphatés dans lesquels les interactions d’échange ne se développent que sur un petit nombre ce centre : systèmes de basse dimensionalité. L’intérêt de tels systèmes réside dans le fait que le lien est assez direct entre les données expérimentales et les paramètres de l’hamiltonien. Par une approche quantique il est possible de connaître les états propres du système et par la même les propriétés thermodynamiques : ici la susceptibilité magnétique et la chaleur spécifique. Selon la nature des ions considérés, il a été fait appel soit au modèle d’Anderson ou celui d’Anderson "étendu" développé par Drillon et Georges, où l’échange est traduit sous forme de transferts électroniques virtuels, soit au modèle d’hamiltonien de Heisenberg (H.D.V.V.). Ces différents types d’approches ont été illustrés par l’étude : - des Dimères d’ions (VO)²⁺ dans le composé VO HPO₄,1/2H₂O. - Des chaînes ferrimagnétiques dans la phase CuHPO₄,H₂O et des chaînes dimérisées antiferromagnétiques dans α.Cu₂P₂O₇. - Des doubles chaînes en échelle dans β.(VO)₂ P₂O₇ et d’autres en zig-zag dans VOHPO₄,4H₂O caractérisées par une frustration unidimensionnelle. - Des plans en nids d’abeilles dans les diphosphates (M,M’)₂P₂O₇ (M, M’ = Co, Ni, Mn) ; avec deux anomalies de Schottky dans le cas MnNiP₂O₇. Afin de faciliter la discussion magnétostructurale, la structure a été déterminée sur cristal préparé pour x = 1 dans le système Mn₂₋xNixP₂O₇.