Estudo de anisotropia magnética nos compostos intermetálicos ErFe3Hx e (Er1-x Gdx)Fe3 por espectroscopia Mössbauer no 57Fe

Abstract

Foi realizado um estudo da anisotropia magnética nos hidretos ternários ErFe 3 H x e nos compostos intermetãlicos pseudobinãrios (Era-xGdx)Fe3 utilizando espectroscopia Mdssbauer no 57 Fe. O ErFe 3 apresenta uma reorientação de spin do plano basal para o eixo C em 47 K quando baixamos a temperatura. A direção da magnetização é o resultado da competição entre a anisotropia de campo cristalino nos sitias do Er, a interação magnética de troca e a anisotropia da sub-rede do ferro. Os resultados mostram que esta reorientação de spin ocorre a 240 ±5 K no hidreto, independente da concentração de hidrogénio. Para o pseudobinãrio (Era-xGdx)Fe3 a temperatura de reorientação decresce com o aumento da concentração de Gd, não sendo mais observada para con centrações a partir de 20% atõmico de Gd. Para o hidreto, os re sultados são interpretados em termos de variações na anisotropia de campo cristalino e na interação magnética de troca pela presença do hidrogénio na célula unitária. São feitas algumas considerações sobre a ocupação preferencial dos si- tios intersticiais pelo hidrogénio. O decréscimo da temperatura de reorien tação com o aumento da concentração de Gd pode ser explicado por um modelo simples de partícula única para o cálculo da energia livre levando em conta a interação magnética de troca e a interação de campo cristalino.

The magnetic anisotropy in the ternary hydrides ErFe3Hx and in the pseudobinary (Eri _ x Gd x )Fe3 compounds has been studied by 57 Fe Mdssbauer spectroscopy. ErFe3 shows a spin reorientation from basal plane above 47 K to the C axis below this temperature. The direction of the magnetization is the result of a competition between the crystal field anisotropy at the Er sites, the magnetic exchange interaction and the iron sub-lattice anisotropy. The results show that this spin reorientation in the hydride at 240 ±5 K, as independent of the hydrogen concentration. For the pseudobinary (Er i _ x Gd x )Fe3 a decrease in the reorientation temperature is observed as the Gd concentration increases. Above 20 at%, no reorientation occurs. For the hydride, the results are described as resulting from changes in the crystal field anisotropy and magnetic exchange interaction associated with the presence of hydrogen. Some suppositions are made concerning the hydrogen sites occupation. The decrease in the reorientation temperature with the Gd concentration can be described by a single particle model in which the free energy is calculated in terms of the magnetic exchange and relevant crystalline electric field interactions.