The effect of hybridization on local magnetic interactions at highly diluted Ce ions in tetragonal intermetallic compounds RERh₂Si₂(RE=Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy)

Abstract

The contribution of the 4f electron to the local magnetic field at highly diluted Ce atoms in RERh(2)Si(2) (RE = Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy) has been investigated as a function of temperature through the measurement of the magnetic hyperfine field in (140)Ce nuclei by time differential perturbed gamma-gamma angular correlation spectroscopy. Samples of the studied compounds were characterized by x-ray diffraction and zero-field resistance to determine the crystal structure and transport properties. DC magnetic susceptibility was measured for NdRh(2)Si(2). It was observed that the variation of the magnetic hyperfine field with temperature follows the expected behaviour for the host magnetization, with the exception of GdRh(2)Si(2), which showed a strong deviation from such a behaviour. It is shown that the hybridization of the d band of the host with the f band of the Ce impurity, which is stronger in GdRh(2)Si(2) than in other compounds, is responsible for the observed deviation from the expected temperature dependence of the hyperfine field. The origin of this stronger hybridization is ascribed to the relatively small magnetic anisotropy observed in GdRh(2)Si(2) when compared with the other compounds of the series, as shown by resistance measurements.

Mapping the magnetic hyperfine field in GdCo5

“…A description of the method as well as details about the PAC measurements can be found elsewhere. 10,11 The spin rotation spectra (R(t)) obtained in the PAC measurements allows, in the dipole magnetic interaction, the determination of the Larmor frequency ω L = µ N gB h f / , where µ N is the nuclear magneton, and consequently the magnetic hyperfine field B h f is obtained.…”

Investigação das interações hiperfinas nos compostos ternários RMn2Si2 e RMn2Ge2 (R = La, Nd, Pr) pela espectroscopia de correlação angular γ - γ perturbada

“…Visto que medições do campo hiperfino magnético (B hf ) com impurezas altamente diluídas em metais era uma ferramenta importante para o estudo de momentos magnéticos localizados, começou a serem realizados muitos experimentos com impurezas em ambientes magnéticos de elementos metálicos, utilizando diferentes técnicas hiperfinas, tais como, espectroscopia Moussbauer e espectroscopia PAC, e o comportamento das curvas do campo hiperfino magnético e, função da temperatura passou a ser analisado, e propriedades físicas dos materiais puderam ser verificadas [5].…”

“…Esse campo de troca é dimensionado para a magnetização reduzida do Fe, por um parâmetro, o qual propõe que a intensidade da interação de troca "host"-impureza é diferente da interação "hosthost". Alguma modificação ao modelo proposto por Jaccarino tem sido adicionadas para levar em conta a contribuição ao B hf dos elétrons de condução, de forma a usar esse modelo com impurezas de terra rara e "host" [5,7,8,9].…”

“…Essa ressonância localizada é particularmente sensível a estrutura eletrônica da matriz e, a qual pode, portanto, mudar nitidamente com a variação da temperatura [5].…”

“…al. [5], em medidas CAP com o núcleo de prova 140 Ce diluído em compostos de RRh 2 Si 2 , observou esse comportamento anômalo no composto de GdRh 2 Si 2 e propôs uma extensão ao modelo de Jaccarino et al [6], baseado na teoria do campo molecular, e modificou para aplicar nos casos de impurezas de Ce em compostos de terra raras magnéticos [5,7,8], podendo ser usado para descrever quantitativamente o comportamento da dependência com a temperatura do campo hiperfino magnético. O ferrimagnetismo é um tipo de magnetismo no qual um material é formado por mais de um íon magnético, possuindo magnitudes diferentes, formando duas redes magnéticas diferentes.…”