ON THE POLARIZATION APPEARING IN NEUTRON SCATTERING IN UNMAGNETIZED SAMPLES

L'apparition d'une polarisation non nulle des neutrons est prévue lors de leur diffusion par les corps magnétiques ne présentant pas d'aimantation spontanée (ferromagnétiques au-dessus de Tc ; au-dessous de Tc, subdivisés en domaines ; verres de spin en l'absence de champ extérieur, antiferromagnétiques). Cette polarisation qui est due aux corrélations dynamiques entre spins impliquant trois atomes, résulte du phénomène d'interférence entre les termes du premier et du deuxième ordre dans la théorie des perturbations pour l'amplitude de diffusion magnétique. La direction de cette polarisation est parallèle à la normale au plan de diffusion, [MATH] = [[MATH]] où [MATH] et [MATH] sont les impulsions des neutrons incidents et diffusés respectivement. Cet effet est extrêmement sensible à la dynamique du système de spins, dans un phénomène de diffusion élastique il n'apparaît pas. Sa valeur est déterminée par le rayon des corrélations de spins et par l'amplitude du processus de désintégration des fluctuations paires de spin en deux fluctuations (ou de la fusion de deux fluctuations en une seule). D'après le calcul [1], lors de la diffusion dans les ferromagnétiques au-dessus de Tc, pour τ = (T-Tc)/T de l'ordre de 10-3, une polarisation de l'ordre de 10-3 à 10-4 est attendue. Une telle valeur est en accord avec les résultats des mesures pour le fer [2]. Des mesures semblables dans les phases verre de spin, au voisinage des transitions de ces phases vers l'état paramagnétique, dans les phases aspéromagnétiques semblent présenter le plus grand intérêt.Polarisation of neutrons in their scattering from magnets which do not have a macroscopic moment is predicted. (This refers to ferromagnets above Tc, or below Tc in the multidomain state, spin glasses in the absence of external field, and antiferromagnets). The polarization which is due to threepoint dynamic spin correlations originates from the interference of contributions in the first and second orders of the perturbation theory for the magnetic scattering amplitude. It is directed parallel to the normal to the scattering plane, [MATH] = [[MATH]], where [MATH] and [MATH] are the incident and scattered neutron momenta, respectively. This effect is extremely sensitive to the spin system dynamics and is absent in elastic scattering. Its magnitude is determined by the spin correlation length and by the amplitude of the pair spin fluctuation decay (or of the merging of two fluctuations). Estimates [1] of the scattering in ferromagnets above Tc at τ = (T - Tc)x T-1c ~ 10-3 suggest the appearance of polarization at a level of 10-3 ÷ 10-4. The magnitude of the effect agrees with the results of measurements carried out on iron [2]. Similar experiments for the spin glass phase and near the transitions from the latter to the paramagnetic and asperomagnetic phases seem to be of most interest

Unusual paramagnet to ferromagnet phase transition and magnetic inhomogeneities in hole doped manganites

Results of structural neutron diffraction study, nonlinear magnetic response and magnetic resonance measurements are presented for insulating La₀.₈₈MnO₂.₉₁ with Tc ≈ 216 K. The diffraction data are considered using the monoclinic P2/a and orthorhombic Pbnm space groups in a temperature range 4-300 K. The compound has been found to have the monoclinic structure at 300 K and orthorhombic one at 4 K. In the intermediate temperature range, these t\vo phases coexist. According to the data on nonlinear response and magnetic resonance, this compound exhibits an unconventional paramagnetic (P) to ferromagnetic (F) phase transition. Below T* ≈ 247 K, the usual P phase is transformed into a mixed state which is characterized by the appearance of the F regions in the P matrix. The temperature evolution of this state is very close to that found in the traditionally doped Nd₁₋ₓBaₓMnO₃ (x = 0.23, 0.25) manganites. This supports the supposition on universal character of this phenomenon, namely, formation of an inhomogeneous magnetic state above Tc with the coexistence of the P and F regions. The F domains are expected to exhibit a metallic state while the P phase is an insulator.Представлено результати структурних нейтронно-дифракційних досліджень, вимірювань нелінійного відгуку та магнітного резонансу для ізолятора La₀.₈₈MnO₂.₉₁ з Tc ≈ 216 K. Аналіз дифракційних даних виконано із застосуванням моноклінної та орторомбічної просторових груп у температурній області 4-300 К. Виявлено, що сполука має моноклінну структуру при 300 К та орторомбічну при 4 К. Згідно з даними про нелінійний відгук та магнітний резонанс, манганіт зазнає нетрадиційного фазового переходу парамагнетик (П) - феромагнетик (Ф). Нижче T* ≈ 247 К звичайна П фаза трансформується у змішаний стан, який характеризується появою Ф областей у П матриці. Температурна еволюція цього стану є близькою до еволюції, виявленої у традиційно допованих манганітах Nd₁₋ₓBaₓMnO₃ (х = 0,23, 0,25). Ця відповідність підтверджує припущення про універсальний характер магнітного стану вище Т с зі співіснуванням П та Ф областей. Очікується, що Ф домени перебувають у металічному стані, в той час як П фаза є ізолятором.Результаты структурных нейтрон-дифракционных исследований, измерений нелинейного отклика и магнитного резонанса представлены для изолятора La₀.₈₈MnO₂.₉₁ c Tc ≈ 216 K. Анализ дифракционных данных выполнен с использованием моноклинной и орторомбической пространственных групп в температурной области 4-300 К. Обнаружено, что соединение имеет моноклинную структуру при 300 К и орторомбическую при 4 К. Согласно данным нелинейного отклика и магнитного резонанса, манганит испытывает нетрадиционный парамагнетик (П) - ферромагнетик (Ф) фазовый переход. Ниже T* ≈ 247 К обычная П фаза трансформируется в смешанное состояние, которое характеризуется появлением Ф областей в П матрице. Температурная эволюция этого состояния близка к эволюции, обнаруженной в манганитах Nd₁₋ₓBaₓMnO₃ (х = 0,23, 0,25) с традиционным допированием. Данное соответствие поддерживает предположение об универсальном характере формирования неоднородного магнитного состояния выше Т с с сосуществованием П и Ф областей. Ожидается, что Ф домены находятся в металлическом состоянии, тогда как П фаза является изолятором