A General Maximum-Entropy Method for Model-Free Reconstructions of Magnetization Densities from Polarized Neutron Diffraction Data

Schleger, P.; Puig-Molina, A.; Ressouche, E.; Rutty, O.; Schweizer, J.

doi:10.1107/s0108767397002158

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“…L'extension des reconstructions entropiques aux structures acentriques a représenté un développement important de la méthode (13,14) . Dans ce cas, la densité de spin (ou d'aimantation) est reconstruite, non pas à partir des facteurs de structure magnétiques, mais directement à partir des rapports de flipping, selon la relation (5).…”

Section: Application à La Densité De Spin D'une Distribution (910)unclassified

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Structures magnétiques, densités d'aimantation et facteurs de forme magnétiques mesurés par diffraction de neutrons polarisés

Schweizer

2008

Études Structurales Par Diffraction Des Neutrons

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La diffraction de neutrons est un outil exceptionnel pour déterminer les structures magnétiques, c'est à dire l'arrangement des moments des différents atomes magnétiques à l'intérieur du solide. A une échelle plus petite, les neutrons peuvent aussi révéler, dans tous leurs détails, les distributions de la densité d'aimantation M(r) autour des noyaux. Cette aimantation est la somme de l'aimantation due aux spins et de l'aimantation due aux orbites des électrons non appariés. Elle porte des informations essentielles concernant certains aspects de la structure électronique du cristal, comme par exemple la liaison chimique, la délocalisation des fonctions d'onde magnétiques, la polarisation de spin ou l'interaction magnétiques entre molécules voisines.La détermination précise de ces densités d'aimantation requiert une très bonne connaissance des facteurs de structure magnétiques, même des plus faibles, ce qui implique des mesures de diffraction avec des neutrons polarisés. LA MESURE PRÉCISE DES AMPLITUDES MAGNÉTIQUES AVEC DES NEUTRONS POLARISÉSNous allons examiner dans cette section comment, dans le but de déterminer les densités de spin (ou d'aimantation), on peut utiliser les neutrons polarisés pour mesurer les amplitudes magnétiques avec précision. Nous allons considérer successivement le principe de la méthode et sa mise en oeuvre.

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Section: Application à La Densité De Spin D'une Distribution (910)unclassified

“…Densité de spin projetée le long de l'axe c du -pNPNN, reconstruction entropique à partir des rapports de flipping des 246 reflexions mesurées dans cette structure acentrique (14) .…”

unclassified

Structures magnétiques, densités d'aimantation et facteurs de forme magnétiques mesurés par diffraction de neutrons polarisés

Schweizer

2008

Études Structurales Par Diffraction Des Neutrons

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“…Last but not least, another advantage of the Maxent technique arises from the fact that it has been extended to acentric structures [21], and can thus operate directly from the experimental flipping ratios.…”

Section: Direct Methodsmentioning

confidence: 99%

“…This small change drastically improves the fit of the CRYOPAD data, whereas as far as unpolarized integrated intensities are concerned, the improvement is not obvious. The existence of a tilt of the magnetic moments with respect to natural symmetric directions 02002-p. 21 Collection SFN Figure 12. Comparison of two models of magnetic structure for MnPS 3 .…”

Section: Spherical Neutron Polarimetry (Snp)mentioning

confidence: 99%

Polarized neutron diffraction

Ressouche

2014

Journées de la Neutronique

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Abstract. This lecture addresses the different applications of polarized neutron diffraction, with or without subsequent polarization analysis, to the determination of magnetic structures, to the separation of magnetic and nuclear contributions and to magnetization distributions mapping. The first sections introduce some of the fundamental equations. Then the problems of magnetic domains, encountered in crystals and of particular importance as soon as polarized neutrons are concerned, are presented. The final sections discuss some of the different ways to use polarized neutron and are illustrated by examples. PREAMBLENeutron scattering has progressed over the last sixty years to become an invaluable tool to probe experimentally condensed matter. As far as magnetism is concerned, this technique has been recognized from the early days as unique. The most widespread use of this tool is of course the determination of magnetic structures using unpolarized beams, that is the determination of the directions in which moments point in a magnetically ordered material. Since the first experiment on MnO by Shull and Smart in 1949 [1] which was an experimental proof of the antiferromagnetism predicted by Néel, thousands of structure determinations have been reported and have revealed much more complicated magnetic arrangements than the simple ferromagnetic or antiferromagnetic cases. The comprehension of the stability of these new structures was and is still at the origin of numerous theoretical developments, leaving the study of magnetic structures completely open.From a theoretical point of view, the neutron spin and the possibility of using polarized neutron beam was taken into account from the very beginning [2-6]. Complete equations of polarization analysis in a neutron scattering experiment were derived as early as 1963 [7,8]. But in comparison to those theoretical advances, experimental possibilities were much longer to appear. In 1959 Nathans et al. demonstrated the huge sensitivity of polarized neutrons to weak magnetic signals, allowing very precise magnetization distribution maps to be drawn [9]. Then it took ten years to Moon, Riste and Koehler to operate in Oak Ridge the first triple axis machine with both incident polarized neutrons and longitudinal polarization analysis capabilities, giving access to many new pieces of information [10]. Another twenty years were necessary until Tasset et al. generalized longitudinal polarization analysis to a completely spherical one [11]. During this time, Maleyev also showed that polarization of neutron beams could allow very precise measurements of the energy exchange in a scattering experiment, leading to the development of the spin echo technique by Mezei [12] and to the numerous applications this technique has today. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License 4.0, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

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“…La densité d'aimantation induite à 2 K sous un champ de 4.6 T présentée dans la Figure 13 a été reconstruite grâce à la méthode MaxEnt appliquée à des structures non centro-symétriques [13]. Un modèle de densité de spin a ensuite été affiné sur la base des 198 rapports de flipping expérimen-taux.…”

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La technique classique du rapport de flipping. Application aux aimants moléculaires et aux aimants photo-commutables

Gillon

2007

Journées de la Neutronique

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Résumé. Des exemples d'applications de la méthode classique du rapport de flipping à la détermination de la densité de spin par diffraction de neutrons polarisés (DNP) sont décrits dans ce chapitre. Dans le domaine des composés magnétiques à base moléculaire, de telles investigations fournissent des informations directes sur la nature et l'origine des interactions intra-et inter-moléculaires. Ainsi, la visualisation de la distribution de spin dans la maille cristalline et dans la molécule permet de mettre en évidence les chemins d'interaction entre les centres magnétiques (ions de transition, radicaux organiques) et d'étudier le rôle des effets de délocalisation de spin et de polarisation de spin dans les mécanismes d'interaction. De plus, la densité de spin expérimentale dans des clusters moléculaires permet d'élucider la nature de l'état fondamental magnétique qui peut résulter de la compétition entre des interactions antiferromagnétiques intramoléculaires. Le photomagnétisme dans les composés à base moléculaire suscite un interêt croissant, en raison des applications potentielles des matériaux magnétiques photo-commutables. Les composés à transition de spin contenant un ion Fe 2+ en coordination octaédrique présentent un état fondamental bas spin diamagnétique (S = 0) qui peut être commuté, sous irradiation lumineuse de longueur d'onde adéquate, vers un état métastable paramagnétique haut spin (S = 2) ayant une très longue durée de vie à basse température. La densité d'aimantation dans un état photo-excité magnétique a été déterminée pour la première fois pour le complexe à transition de spin [Fe II (ptz)6](BF4)2 (ptz = 1-propyltetrazole).

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A General Maximum-Entropy Method for Model-Free Reconstructions of Magnetization Densities from Polarized Neutron Diffraction Data

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Structures magnétiques, densités d'aimantation et facteurs de forme magnétiques mesurés par diffraction de neutrons polarisés

Structures magnétiques, densités d'aimantation et facteurs de forme magnétiques mesurés par diffraction de neutrons polarisés

Polarized neutron diffraction

La technique classique du rapport de flipping. Application aux aimants moléculaires et aux aimants photo-commutables

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