Preuves expérimentales du ferromagnétisme et de l’antiferromagnétisme

par Louis NÉEL. 

SOMMAIRE 

Après avoir précisé la structure cristalline des ferrites et rappelé les hypothèses fondamentales qui forment la base de la théorie des propriétés magnétiques de ces subtances, proposée en 19^8 par l'auteur, on expose une série de résultats expérimentaux récents qui viennent à l'appui de la théorie. Les premiers se rapportent à la prédiction du moment moléculaire à saturation des ferrites purs : on montre que les écarts avec la théorie proviennent de l'intervention du moment orbital. On étudie le passage des ferrites normaux et inverses à l'état statistique et on applique les résultats au ferrite de cuivre. On donne l'interprétation des variations avec la concentration du moment moléculaire à saturation des ferrites mixtes contenant du zinc et on étudie le rôle des fluctuations du champ moléculaire. On montre comment l'extension à ces substances de la théorie du champ moléculaire permet de décrire d'une manière approchée les variations thermiques de l'aimantation spontanée et de la susceptibilité magnétique au-dessus du point de Curie et on rappelle le rôle éventuel de la variation thermique du champ moléculaire.

Après avoir remarqué que les intégrales d'échange sont toutes négatives dans les ferrites, on montre que la structure magnétique atomique de ces corps les rapproche plus des antiferromagnétiques que des ferromagnétiques ordinaires métalliques et on propose de les ranger dans une classe spéciale : celle des ferrimagnétiques. On cite des expériences récentes, par diffraction de neutrons, qui apportent une preuve directe de la décomposition du réseau des antiferromagnétiques en deux sous-réseaux à aimantations spontanées opposées, proposée depuis longtemps par l'auteur à la base de sa théorie de l'antiferromagnétisme.

Enfin, on passe en revue les différents arguments en faveur de l'existence dans les antiferromagnétiques et dans les ferrimagnétiques d'interactions d'échange indirectes, du type superéchange, par l'intermédiaire des atomes d'oxygène : on cite l'exemple crucial du sesquioxyde de fer rhomboèdrique dont la structure magnétique atomique est prévue entièrement différente, selon qu'il existe ou non des interactions indirectes d'échange. La structure autrefois proposée par l'auteur, admettant l'existence de ces interactions indirectes, est précisément celle qui vient d'être trouvée par diffraction de neutrons.

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