Les groupes cristallograpriques magnétiques et leurs propriétés

Y. Le Corre

Tavger et Zaitsev [6] ont montré que les opérations de symétrie qui ramènent le milieu cristallin sur lui-même sont en nombre plus élevé pour un cristal antiferromagnétique que pour un cristal paramagnétique. Il faut en effet considérer les « antiopérateurs » qui sont le produit d'une opération géométrique d'espace par un retournement du temps. Le nombre des classes cristallines (groupes de symétrie d'orientation) n'est plus 32 mais 122 (Choubnikov [7]). Parmi ces 122 classes, 31 sont ferromagnétiques, 59 sont nécessairement antiferromagnétiques (dont 38 piézomagnétiques) et 32 sont soit diamagnétiques, soit paramagnétiques, soit antiferromagnétiques (il existe alors deux sous-réseaux antiparallèles de spins décalés l'un par rapport à l'autre dans une antitranslation élémentaire). Divers tableaux décrivent les propriétés des 122 classes magnétiques. Le nombre des groupes d'espace n'est plus 230 (Schönflies, Fedorov) mais 1 651 (Zamorzaev [8], Belov, Neronova, Smirnova [9], [10]), 230 sont dia ou paramagnétiques, 272 sont ferromagnétiques, 517 comportent deux sous-réseaux antiparallèles de spins décalés dans une antitranslation élémentaire, ils sont donc antiferromagnétiques ; les 632 groupes restants sont également antiferromagnétiques. Les groupes d'espace de quelques structures magnétiques sont donnés. On en déduit certains renseignements sur les différents types de domaines, sur l'orientation exacte des spins, et sur l'existence du piézomagnétisme. Cette étude suggère certains traitements capables de favoriser un type de domaine aux dépens des autres. Ce serait le cas, par exemple des cristaux de MnF2 ou NiAs franchissant leur point de Néel par température décroissante en présence d'un champ magnétique et d'une pression convenablement orientés. Certaines structures donnent naissance à un « ferromagnétisme faible ». Il en est ainsi, par exemple, lorsque deux spins antiparallèles sont localisés en des sites non équivalents de sorte que les moments magnétiques ne se contrebalancent plus. Il en est encore ainsi lorsque la symétrie cristalline n'impose plus l'antiparallélisme rigoureux des divers spins : ce serait le cas de Fe2O3, MnCO3 et CoCO3 (Dzyaloshinsky [18]).

Mots clés: crystallography; magnetism; magnetisation

Domaines: Articles anciens

Y. Le Corre. Les groupes cristallograpriques magnétiques et leurs propriétés. Journal de Physique et le Radium, 1958, 19 (10), pp.750-764. ⟨10.1051/jphysrad:019580019010075000⟩. ⟨jpa-00235925⟩