Étude ultrasonore des fluctuations unidimensionnelles magnétiques dans le composé CsNiCl3

Abstract

Le CsNiCl₃, par sa structure hexagonale très anisotrope, est un bon exemple de système quasi-unidimensionnel magnétique avec des corrélations antiferromagnétiques. Pour les températures supérieures à 10 K, le système de spins (Ni²⁺, S = 1) subit de fortes fluctuations. L'étude de l'effet de ces fluctuations sur les propriétés élastiques du cristal est le but principal de ce travail. Le couplage magnéto-élastique est introduit via la modulation de l'intégrale de super-échange par la distance entre les spins. Cette modulation est surtout apparente sur la constante élastique reliant les maillons de la chaîne unidimensionnelle, C₃₃. C'est pourquoi nous utilisons une méthode acoustique basée sur la propagation d'ondes de compression le long des chaînes; on observe alors des anomalies sur la vitesse et l'atténuation ultrasonore. Parallèlement, nous avons développé un modèle théorique permettant des prédictions de vitesse ultrasonore. Puisque les études de ce genre n'ont jamais été effectuées en présence d'un champ magnétique, nous avons inclus ce champ dans nos études théoriques et expérimentales. La présence des fluctuations magnétiques a entraîné l'apparition d'importantes anomalies sur la vitesse et l'atténuation et d'intéressantes dépendances en champ magnétique et en fréquence sont apparues. L'accord entre le modèle théorique et les données expérimentales est excellent d'un point de vue qualitatif, une description quantitative nécessitera soit des ajouts à l'hamiltonien du modèle soit une approche complètement différente