Service de Physique de l'Etat Condensé

Magnétisme d'amas de rhodium et palladium
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Polyhèdre de Wulff à 38 atomes sur un réseau cfc.

Le magnétisme de matériaux à basse dimensionalité est un domaine d'un intérêt fondamental et technologique notamment pour l'enregistrement magnétique. Le Rhodium et le Palladium sont deux métaux de transition de la deuxième série tout à fait intéressants à cet égard: ils sont voisins dans le tableau périodique, tout deux sont non-magnétiques dans leur structure de volume CFC, mais présentent une forte susceptibilité magnétique. La basse dimensionalité favorise en général l'apparition du magnétisme car elle tend à localiser les électrons. Les expériences montrent que, malgré leur ressemblance, ces deux éléments ont des comportement magnétiques tout à fait différents, bien reproduits par la nouvelle méthode de liaisons fortes Hartree-Fock dans une base spd, développée au laboratoire. En effet, ces calculs ont permis de mettre en évidence un fort magnétisme des amas de Rhodium jusqu'à des tailles de la centaine d'atomes, alors que les amas de Palladium sont soit non magnétiques, soit très faiblement magnétiques. Cette différence de comportement s'explique notamment par le fait que l'atome libre de Palladium est non-magnétique (configuration 4d10) alors que l'atome libre de Rhodium l'est (configuration 4d85s1). De plus, il ressort de cette étude que le magnétisme des petits amas présente un comportement complexe où plusieurs paramètres jouent un role crucial, comme le caractère discret du spectre énergétique, la symétrie, la coordinance et le nombre d'électrons d par atome. Ces résultats sont en accord avec les calculs ab-initio existants pour les très petites tailles. L'avantage de notre approche est sa simplicité qui a permis d'étudier des systèmes de taille hors de portée (200 atomes et au delà) des méthodes ab-initio.

Références :
C. Barreteau, D. Spanjaard and M.C. Desjonquères. Electronic structure and total energy of transition metals from an spd tight-binding method: Application to surface and clusters. Phys. Rev. B 58, 9721 (1998) .

C. Barreteau, R. Guirado-Lopez, D. Spanjaard, M.C. Desjonquères, and A.M. Oles. spd tight-binding model of magnetism in transition metals: Application to Rh and Pd clusters and slabs. Phys. Rev. B 61, 7781 (2000).

 

Maj : 02/10/2014 (292)

 

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