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Resonance Magnetiqur Et Relaxation Des Protons De NiCl2, 6H2O Antiferromagnetique
Volume
28A, number
PHYSICS
19
LETTERS
more and most of the energy is absorbed in a thin layer at the surface. A hot plasma is formed which expands opposite to the laser beam with high velocities. The reaction forces correspond to pressures of several 105 atm and cause a shock wave travelling into the foil. After 2 ns the shock has arrived at the backside and a rarefaction wave develops. The properties of the produced plasma can be seen in fig. 2. Density and temperature are drawn over the Lagrange parameter and can be compared with the corresponding profiles, which were calculated assuming incompressibility of the solid. The deviations are only few percent except
24 February
1969
in regions very close to the absorbing layer. The number of ejected particles as shown in fig. 2 of ref. [1] remains totally unchanged if one includes the compressibility of the solid and the heat conductivity. This work has been undertaken as part of the joint research program of the Institut fitr Plasmaphysik and Euratom.
References 1. P. Mulser 151. 2. L.Spitzer, 1956).
and S. Witkowski, Physics
Phys. Letters
of fully ionized
gases
28A (1968) (New York
*****
RESONANCE
MAGNETIQUE
DE
NiC12,
6H2O
ET
RELAXATION
DES
PROTONS
ANTIFERROMAGNETIQUE
B. VIS et J. P. RENARD Institut
d’&lectronique Fondamentale, Laboratoire au C. N.R.S. -Facult& des Sciences B&timent 220 - 91 Orsay -France Received
23 January
associ6
1969
Proton magnetic resonance has been studied in NiC12, 6H2O. Measured internal fields were compared to a computation based on the point dipole model. Measured temperature and field dependence of the spin-lattice relaxation time confirm Moriya’s theory.
NiC12, 6H2O est un cristal monoclinique base centree de groupe de symetrie C2/m [l]. Quatre molecules d’eau (I) sont coordonnees au nickel. Les deux autres molecules d’eau (II) sont sit&es dans le plan miroir UC et sont relativement libres. Les positions des protons que nous avons determinees par l’btude des dedoublements de Pake a 300°K sont les memes que dans le se1 isomorphe CoC12, 6H2O [2]. Au-dessous de 5.34OK, NiC12, 6H2O devient antiferromagnetique [3] avec le groupe de symetric magnetique Ic2/C [4]. Nous avons determine les directions et les grandeurs des champs internes au site des protons en mesurant les frequences de resonance a 4.2OK, sans champ exterieur, ou en presence d’un champ magnetique de 188 Oe applique dans le plan UC. Nous avons calcule ces champs internes en 704
supposant qu’ils sont d’origine purement dipolaire et que les moments magnetiques des Ni2+ sont localises au noeuds du reseau. La sommation est faite sur 1.330 Ni2+ situ& dans une sphere de rayon 40 i centree sur le proton consider& Ces resultats, resumes dans le tableau 1, presentent une difference de quelques degres, quant aux directions des champs internes, avec des mesures anterieurs [5]. On obtient un excellent accord entre l’experience et le calcul pour les protons II, en prenant une direction d’aimantation faisant un angle de 60 avec l’axe a. NOUS avons determine la variation thermique du Tl des protons II entre 1.21 et 3.5oK en conservant *le champ local (somme du champ inter ne et du champ exterieur) constant et parallele au champ interne. Une loi Tl m T-2 exp(8/T)
Volume 28A, number 10
PHYSICS
LETTERS
24 February 1969
Tableau 1 Champs internes des protons de NiC12, 6H2O. 0 et cp sont les angles polaires dans le triedre a’b c.
/ ;sc$
1
II
ParamGtres atomiques 0.19
II
0
0.229 0.5
*Hi mesure 6* PHioF
(
0.548
1510
00
0.166
146O50’
O”
l
1398
1510
00
1535.9
1284
146O40’
O”
1445.1
141030’ -150
2 139.4
I
0.128 0.265 0.286
132O20’ -23O50’ 1727.8
I
0.454 0.197 0.222
1010
decrit bien nos experiences entre 1.21 et 3OK pour un champ local de 1.644 Oe. Now avons aussi etudib Tl, dune part, en fonction de la grandeur du champ local maintenu parallele au champ interne et constate que T1 ne varie pas entre 1.070 et 2.580 Oe, et d’autre part, en fonction de l’orientation du champ local, sa grandeur restant constante (fig. 1). La variation thermique de T1 montre clairement l’effet de la bande d’energie interdite kg TAC dans le spectre des ondes de spin. On peut calculer deux valeurs de TAE & partir des fiz
fC
A
Hi calcule
6 f cp Hi0 [Oel
128O50’ 1024.3 experiences
84O45’ 149O15’ 1253.3
de resonance
antiferromagnetique avec nos mesures. Le champ interne Btant d’origine dipolaire, le processus de diffusion Raman est preponderant. 11 est caracterise par le fait que les fluctuations longitudinales des spins de Ni2+ sont seules efficaces. 11 en resulte que T1 ne depend pas de la grandeur du champ local, ce qui est bien verifie, mais presente une variation importante avec la direction du champ local. Cette variation calculee a partir d’une relation don&e par Moriya [7]
[6] : 6.1 et 8oK en accord
est en bon accord avec l’experience (fig. 1). Nous avons mis en evidence, dans NiC12,6H2O antiferromagnbtique, un certain nombre de proprietes interessantes: les champs internes vus par les protons II sont de type dipolaire; la relaxation de ces protons montre l’existence de la bande d’energie interdite kg TAE dans le spectre des magnons et on observe la variation importante de T 1 avec la direction du champ local prdvue par Moriya.
Rkfhences
Fig. 1. Temps de relaxation spin-r&eau des protons II en fonction de la direction du champ local. Les courbes theoriques en trait plein , definiss & une homothetie pres , ont Bte ajusties 2 la valeur maximale de Tl.
1. J. Mizuno, J. Phys. Sot. Japan 16 (1961) 1574. 2. 2. M. El Saffar, J. Phys. Sot. Japan 17 (1962) 1334. 3. W.K.Robinson et S. A. Friedberg, Phys. Rev. 117 (1960) 402. 4. R.Kleinberg, J. Appl. Phys. 38 (1967) 1453. 5. R. D. Spence, P. Middents, Z. M. El Saffar et R. Kleinberg, J. Appl. Phys. 35 (1964) 854. 6. M. Date et M. Motokawa, J. Phys. Sot. Japan 22 (1967) 165. 7. T.Moriya, Progr. Thecr. Phys. 16 (1956) 23.
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more and most of the energy is absorbed in a thin layer at the surface. A hot plasma is formed which expands opposite to the laser beam with high velocities. The reaction forces correspond to pressures of several 105 atm and cause a shock wave travelling into the foil. After 2 ns the shock has arrived at the backside and a rarefaction wave develops. The properties of the produced plasma can be seen in fig. 2. Density and temperature are drawn over the Lagrange parameter and can be compared with the corresponding profiles, which were calculated assuming incompressibility of the solid. The deviations are only few percent except
24 February
1969
in regions very close to the absorbing layer. The number of ejected particles as shown in fig. 2 of ref. [1] remains totally unchanged if one includes the compressibility of the solid and the heat conductivity. This work has been undertaken as part of the joint research program of the Institut fitr Plasmaphysik and Euratom.
References 1. P. Mulser 151. 2. L.Spitzer, 1956).
and S. Witkowski, Physics
Phys. Letters
of fully ionized
gases
28A (1968) (New York
*****
RESONANCE
MAGNETIQUE
DE
NiC12,
6H2O
ET
RELAXATION
DES
PROTONS
ANTIFERROMAGNETIQUE
B. VIS et J. P. RENARD Institut
d’&lectronique Fondamentale, Laboratoire au C. N.R.S. -Facult& des Sciences B&timent 220 - 91 Orsay -France Received
23 January
associ6
1969
Proton magnetic resonance has been studied in NiC12, 6H2O. Measured internal fields were compared to a computation based on the point dipole model. Measured temperature and field dependence of the spin-lattice relaxation time confirm Moriya’s theory.
NiC12, 6H2O est un cristal monoclinique base centree de groupe de symetrie C2/m [l]. Quatre molecules d’eau (I) sont coordonnees au nickel. Les deux autres molecules d’eau (II) sont sit&es dans le plan miroir UC et sont relativement libres. Les positions des protons que nous avons determinees par l’btude des dedoublements de Pake a 300°K sont les memes que dans le se1 isomorphe CoC12, 6H2O [2]. Au-dessous de 5.34OK, NiC12, 6H2O devient antiferromagnetique [3] avec le groupe de symetric magnetique Ic2/C [4]. Nous avons determine les directions et les grandeurs des champs internes au site des protons en mesurant les frequences de resonance a 4.2OK, sans champ exterieur, ou en presence d’un champ magnetique de 188 Oe applique dans le plan UC. Nous avons calcule ces champs internes en 704
supposant qu’ils sont d’origine purement dipolaire et que les moments magnetiques des Ni2+ sont localises au noeuds du reseau. La sommation est faite sur 1.330 Ni2+ situ& dans une sphere de rayon 40 i centree sur le proton consider& Ces resultats, resumes dans le tableau 1, presentent une difference de quelques degres, quant aux directions des champs internes, avec des mesures anterieurs [5]. On obtient un excellent accord entre l’experience et le calcul pour les protons II, en prenant une direction d’aimantation faisant un angle de 60 avec l’axe a. NOUS avons determine la variation thermique du Tl des protons II entre 1.21 et 3.5oK en conservant *le champ local (somme du champ inter ne et du champ exterieur) constant et parallele au champ interne. Une loi Tl m T-2 exp(8/T)
Volume 28A, number 10
PHYSICS
LETTERS
24 February 1969
Tableau 1 Champs internes des protons de NiC12, 6H2O. 0 et cp sont les angles polaires dans le triedre a’b c.
/ ;sc$
1
II
ParamGtres atomiques 0.19
II
0
0.229 0.5
*Hi mesure 6* PHioF
(
0.548
1510
00
0.166
146O50’
O”
l
1398
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00
1535.9
1284
146O40’
O”
1445.1
141030’ -150
2 139.4
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0.128 0.265 0.286
132O20’ -23O50’ 1727.8
I
0.454 0.197 0.222
1010
decrit bien nos experiences entre 1.21 et 3OK pour un champ local de 1.644 Oe. Now avons aussi etudib Tl, dune part, en fonction de la grandeur du champ local maintenu parallele au champ interne et constate que T1 ne varie pas entre 1.070 et 2.580 Oe, et d’autre part, en fonction de l’orientation du champ local, sa grandeur restant constante (fig. 1). La variation thermique de T1 montre clairement l’effet de la bande d’energie interdite kg TAC dans le spectre des ondes de spin. On peut calculer deux valeurs de TAE & partir des fiz
fC
A
Hi calcule
6 f cp Hi0 [Oel
128O50’ 1024.3 experiences
84O45’ 149O15’ 1253.3
de resonance
antiferromagnetique avec nos mesures. Le champ interne Btant d’origine dipolaire, le processus de diffusion Raman est preponderant. 11 est caracterise par le fait que les fluctuations longitudinales des spins de Ni2+ sont seules efficaces. 11 en resulte que T1 ne depend pas de la grandeur du champ local, ce qui est bien verifie, mais presente une variation importante avec la direction du champ local. Cette variation calculee a partir d’une relation don&e par Moriya [7]
[6] : 6.1 et 8oK en accord
est en bon accord avec l’experience (fig. 1). Nous avons mis en evidence, dans NiC12,6H2O antiferromagnbtique, un certain nombre de proprietes interessantes: les champs internes vus par les protons II sont de type dipolaire; la relaxation de ces protons montre l’existence de la bande d’energie interdite kg TAE dans le spectre des magnons et on observe la variation importante de T 1 avec la direction du champ local prdvue par Moriya.
Rkfhences
Fig. 1. Temps de relaxation spin-r&eau des protons II en fonction de la direction du champ local. Les courbes theoriques en trait plein , definiss & une homothetie pres , ont Bte ajusties 2 la valeur maximale de Tl.
1. J. Mizuno, J. Phys. Sot. Japan 16 (1961) 1574. 2. 2. M. El Saffar, J. Phys. Sot. Japan 17 (1962) 1334. 3. W.K.Robinson et S. A. Friedberg, Phys. Rev. 117 (1960) 402. 4. R.Kleinberg, J. Appl. Phys. 38 (1967) 1453. 5. R. D. Spence, P. Middents, Z. M. El Saffar et R. Kleinberg, J. Appl. Phys. 35 (1964) 854. 6. M. Date et M. Motokawa, J. Phys. Sot. Japan 22 (1967) 165. 7. T.Moriya, Progr. Thecr. Phys. 16 (1956) 23.
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