Electronic structure of the strongly hybridized ferromagnet CeFe2

We report on results from high-energy spectroscopic measurements on CeFe2, a system of particular interest due to its anomalous ferromagnetism with an unusually low Curie temperature and small magnetization compared to the other rare earth-iron Laves phase compounds. Our experimental results indicate very strong hybridization of the Ce 4f states with the delocalized band states, mainly the Fe 3d states. In the interpretation and analysis of our measured spectra, we have made use of two different theoretical approaches: The first one is based on the Anderson impurity model, with surface contributions explicitly taken into account. The second method consists of band-structure calculations for bulk CeFe2. The analysis based on the Anderson impurity model gives calculated spectra in good agreement with the whole range of measured spectra, and reveals that the Ce 4f -- Fe 3d hybridization is considerably reduced at the surface, resulting in even stronger hybridization in the bulk than previously thought. The band-structure calculations are ab initio full-potential linear muffin-tin orbital calculations within the local-spin-density approximation of the density functional. The Ce 4f electrons were treated as itinerant band electrons. Interestingly, the Ce 4f partial density of states obtained from the band-structure calculations also agree well with the experimental spectra concerning both the 4f peak position and the 4f bandwidth, if the surface effects are properly taken into account. In addition, results, notably the partial spin magnetic moments, from the band-structure calculations are discussed in some detail and compared to experimental findings and earlier calculations.Comment: 10 pages, 8 figures, to appear in Phys. Rev. B in December 200

Laboratory measurements of electrical conductivities of hydrous and dry Mt. Vesuvius melts under pressure

International audienceQuantitative interpretation of MT anomalies in volcanic regions requires laboratory measurements of electrical conductivities of natural magma compositions. The electrical conductivities of three lava compositions from Mt. Vesuvius (Italy) have been measured using an impedance spectrometer. Experiments were conducted on both glasses and melts between 400 and 1300°C, and both at ambient pressure in air and at high pressures (up to 400 MPa). Both dry and hydrous (up to 5.6 wt% H2O) melt compositions were investigated. A change of the conduction mechanism corresponding to the glass transition was systematically observed. The conductivity data were fitted by sample-specific Arrhenius laws on either side of Tg. The electrical conductivity increases with temperature and is higher in the order tephrite, phonotephrite to phonolite. For the three compositions investigated, increasing pressure decreases the conductivity, although the effect of pressure is relatively small. The three compositions investigated have similar activation volumes (ΔV=16-24 cm3/mol). Increasing the water content of the melt increases the conductivity. Comparison of activation energies (Ea) from conductivity and sodium diffusion, and use of the Nernst-Einstein relation allow sodium to be identified as the main charge carrier in our melts and presumably also in the corresponding glasses. Our data and those of previous studies highlight the correlation between the Arrhenius parameters Ea and σ0. A semi-empirical method allowing the determination of the electrical conductivity of natural magmatic liquids is proposed, in which the activation energy is modelled on the basis of the Anderson-Stuart model, σ0 being obtained from the compensation law and ΔV fitted from our experimental data. The model enables the electrical conductivity to be calculated for the entire range of melt compositions at Mt. Vesuvius and also predicts satisfactorily the electrical response of other melt compositions. Electrical conductivity data for Mt. Vesuvius melts and magmas are slightly lower than the electrical anomaly revealed by MT studies

Conductibilité électrique et défauts de structure de HfO2 monoclinique à haute température

La conductibilité électrique du dioxyde de hafnium HfO2 a été étudiée en fonction de la température et de la pression partielle d’oxygène entre 1 000 et 1 600° C et dans l’intervalle de pressions partielles d’oxygène de 1 à 10–4 atm.De plus, les parts de conduction ionique et électronique ont été déterminées par la méthode de la f.é.m. de piles dans lesquelles la pression partielle d’oxygène aux électrodes est fixée par l’intermédiaire soit de mélanges gazeux (entre 1 et 10–3 atm.), soit d’équilibres hétérogènes métal-oxyde.Les résultats montrent que le nombre de transport ionique :— croît avec la température;— décroît quand la pression partielle d’oxygène s’élève.Des résultats obtenus on déduit les lois de variation des conductivités électronique et ionique en fonction de la température et de la pression partielle d’oxygène.Une interprétation quantitative des résultats obtenus est proposée Elle suppose l’existence d’un désordre de type Schottky avec prédominance de lacunes cationiques, sans associations de défauts.L’accord avec l’expérience est satisfaisant

Applications selon Bauerlé du tracé des diagrammes d’admittance complexe en électrochimie des solides

La méthode du tracé des diagrammes d’admittance complexe à été appliquée à l’étude des cellules O2, métal/(ZrO2)0,91 — (Y2O3)0,09/métaI, O2. Trois domaines de fréquence distincts ont été mis en évidence. Les résultats obtenus dans le domaine des basses fréquences sont plus particulièrement caractéristiques des réactions d’électrodes. Les mesures effectuées dans ce domaine permettent de déterminer les paramètres de la réaction d’électrode à oxygène en s’affranchissant des effets diélectriques dus à l’électrolyte. La méthode a été appliquée à l’étude des électrodes O2, Ag/zircone stabilisée et O2, Pt/zircone stabilisée. La surtension de l'électrode en argent est négligeable pour les pressions d’oxygène voisines de l’atmosphère, pour les pressions plus faibles la composante réelle de l’impédance d’électrode est proportionnelle à [math] et son énergie d’activation voisine de 2 eV. Dans le cas de l’électrode de platine les surtensions sont notables même sous pression d’oxygène élevée, leurs variations sont beaucoup plus complexes que dans le cas de l’argent et semblent résulter de la formation d’un oxyde superficiel de platine. Les effets capacitifs observés résulteraient principalement d’une surtension de concentration en oxygène neutre. La capacité de double couche des électrodes est petite par rapport aux capacités mesurées el est donc inférieure à 10 µ.F/cm2

Conduction électrique et défauts de structure dans le dioxyde de thorium a haute température.

La conductivité électrique totale d’échantillons frittés de dioxyde de thorium de compacité élevée (voisine de 99 %) a été mesurée dans les domaines de température (1 000- 1 500 °C) et de pression partielle d’oxygène (1-10-29 atm.).La poudre de dioxyde de Thorium pur est préparée par décomposition thermique de l’oxalate précipité.Des conditions de frittage différentes (atmosphère, température) sont sans effet sur les valeurs de conductivité mesurées.Les résultats obtenus sont comparés à l’ensemble des données de la littérature. Ils confirment le caractère mixte (ionique et électronique) de la conduction, déjà observé par différents auteurs

Activités des constituants d’un silicate binaire

L’interprétation de résultats expérimentaux fournis par différentes études consacrées aux silicates binaires liquides a conduit certains auteurs à supposer un équilibre thermodynamique entre trois états de liaisons différents de l’atome d’oxygène (modèle de FINCHAM et RICHARDSON).A partir de l’hypothèse déjà émise par TOOP et SAMIS, de l’idéalité du mélange de ces trois états de liaison d’oxygène, nous avons calculé la concentration de ces derniers en fonction de la composition du silicate.En limitant notre étude aux silicates alcalins, nous avons comparé les courbes d’activités calculées à partir de différentes données expérimentales

Magnetic structures and interactions in RZn12 and RCu4Al8 compounds

Les propriétés et les structures magnétiques des composés RCu4Al8 et TZn12 sont déduites des mesures d'aimantation et des diagrammes de diffraction de neutrons. Pour rendre compte des structures magnétiques dans un modèle d'Heisenberg, des interactions à longue distance (> 10 Å) doivent être considérées.The magnetic properties and structures of RCu4Al8, and RZn12 compounds are deduced from magnetic measurements and neutron diffraction experiments. To explain the observed structures in the Heisenberg exchange model, long range interactions (> 10 Å) must be considered