Magnetic properties of antiferromagnetic two-singlet systems. I. Theoretical phase diagram

R. Bidaux, A. Gavignet-Tillard, J. Hammann
1973 Journal de Physique  
Reçu le 7 juin 1972) Résumé. 2014 Le diagramme de phase de l'antiferromagnétisme dans un système à deux singulets est étudié dans le cadre de l'approximation de champ moléculaire. Différentes interactions donnent pour la transition métamagnétique un réseau de courbes d'aimantation dont on donne les expressions analytiques ainsi que les propriétés principales (champ seuil, température critique, etc...), et amènent à reconsidérer pour les ions « non-de-Kramers » le problème de l'énergie libre.
more » ... nfluence de l'écartement des deux niveaux d'énergie sur la transition métamagnétique montre qu'il existe une analogie entre un système à moment magnétique induit à 0 °K et un doublet de Kramers à température non nulle. Abstract. 2014 The phase diagram of an antiferromagnetic two-singlet system is studied within the frame of the molecular-field approximation. Different interactions give for the metamagnetic transition a net of magnetization curves whose analytical expressions are given ; their main properties are considered (threshold field, critical temperature, etc...) along with the problem of the free energy of « non-Kramers » ions. The influence of the splitting of the energy levels upon the metamagnetic transition suggests an analogy between an induced-moment system at 0 °K and a Kramers doublet at non-zero temperature. LE JOURNAL DE PHYSIQUE TOME 34, JANVIER 1973, Classification Physics abstracts : 17.68 1. Introduction. -The magnetic properties of rareearth (RE) compounds where the crystal-field groundstate of the RE ion is a singlet have been studied extensively recently both theoretically and experimentally [1]- [14] ; the main feature of these « non-Kramers » ions is that large enough magnetic interactions can induce an order through the mixing of the ground state with the upper levels. The case of two singlets well separated from upper levels is of particular interest from two points of view : a) a very simple model is appropriate and b) a comparison with the properties of « Kramers » ions with a
doi:10.1051/jphys:0197300340101900 fatcat:bolecb7k6jdybgawyjh3o2oloi