Le magnétisme des alliages dilués

The magnetic properties of dilute alloys

Laboratoire de Physique des Solides. Université de Paris-Sud. Centre d’Orsay, Faculté des Sciences — F 91 - Orsay, France.

Résumé

Dans cet article de revue nous essayons de décrire, de manière simple, l’état actuel de la compréhension du magnétisme d’impuretés de transition dans les métaux nobles. Différents auteurs ont précédemment écrit des articles de revue incluant une bibliographie complète de certains aspects de ce problème. Ici, nous tentons de nous restreindre aux travaux théoriques et expérimentaux les plus importants dans ce domaine. Notre présentation est donc incomplète. Nous avons, par contre, donné aux différentes techniques utilisées l’importance qui leur revient.

Dans le chapitre premier, nous présentons les théories Hartree-Fock, de Friedel et Anderson, qui mettent en évidence les notions fondamentales d’états liés virtuels et de déphasages, aussi bien que les paramètres physiques définissant l’interaction entre le spin électronique de l’impureté et les électrons de conduction. Le problème Kondo est introduit au chapitre II. Les seules théories mentionnées sont celles qui permettent de comprendre en termes physiques clairs la nécessité d’une transition douce d’un état magnétique à un état non magnétique pour l’impureté quand les paramètres du système sont changés (température, pression, champ magnétique). Les résultats expérimentaux, obtenus pour les propriétés statiques non locales (aimantation, transport, chaleur spécifique...) sont présentés au chapitre III, pour quelques systèmes caractéristiques. Dans un souci de clarté, les propriétés locales sont décrites séparément au chapitre IV. De telles informations, l’aimantation localisée sur l’impureté, aussi bien que les perturbations locales dans la matrice, sont principalement obtenues grâce aux techniques hyper- fines. Ces techniques donnent aussi des informations sur les propriétés dynamiques des impuretés. Ce dernier problème est toujours en progrès. Il est quelque peu détaillé au chapitre V, étant d’un intérêt particulier. Finalement, au chapitre VI, sont décrites quelques expériences qui illustrent clairement l’importance des interactions entre impuretés.

Abstract

In this review paper we try to describe on rather simple grounds the present understanding of the magnetism of transition impurities in noble metal. Various authors have previously written review articles which include complete bibliography of some aspects of this field. Here we rather try to restrict ourselves to the most important theoretical and experimental features of the problem. Though our presentation is thus incomplete, the various techniques used have been given their proper importance.

In chapter Ist, the Hartree-Fock theories of Friedel and Anderson, which allow to point out the fundamental notions of virtual bound states and phase shifts, as well as the physical parameters defining the interaction between the impurity electron spin and the conduction electrons, are presented. The Kondo problem is introduced in chapter II. The only theories which are mentionned are those which allowed to understand in clear physical terms the necessity to invoke a soft transition from a magnetic to a non-magnetic state of the impurity, when the parameters of the system are changed (temperature, pressure, magnetic field). The experimental results obtained for the non-local static properties (magnetization, transport, specific heat...) are presented in chapter III, on some characteristic systems. For the sake of clarity, the local properties are described separately in chapter IV. Such informations, the localised magnetization on the impurity, as well as the local perturbations in the host, are mainly obtained through hyperfine techniques. Such techniques also yield some insight on the dynamic properties of the impurities. Though such work is still in progress, it is a little bit more detailed in chapter V, as it appears to be of particular interest. Finally, in chapter VI, some experiments, which illustrate clearly the importance of the interactions between impurities, are described.