Mélanie Léger, Florianne Vayer, Monica Ciomaga Hatnean, Françoise Damay, Claudia Decorse, David Berardan, Björn Fåk, Jean-Marc Zanotti, Quentin Berrod, Jacques Ollivier, Jan P. Embs, Tom Fennell, Denis Sheptyakov, Sylvain Petit, and Elsa Lhotel
Nous étudions la stabilité de l’état antiferromagnétique « all-in-all-out » observé dans les pyrochlores dipolaires-octupolaires dont l’espèce magnétique est le néodyme. Différents types de désordre sont considérés, soit en affectant l’environnement immédiat de l’ion Nd3+, soit en le remplaçant par un ion non magnétique. En partant du composé Nd2Zr2O7 bien étudié, la substitution du Ti sur le site Zr et la dilution du site magnétique Nd avec la substitution du La sont étudiées. Le composé NdMox, récemment découvert et stabilisé par l’entropie, qui présente un degré élevé de désordre sur le site non magnétique, est également étudié.
En utilisant une série de techniques expérimentales, en particulier l’aimantation à très basse température et la diffusion de neutrons, nous montrons que l’état « all-in-all-out » est très robuste et résiste au désordre de substitution jusqu’à des taux importants. A partir de ces mesures, nous estimons les paramètres du hamiltonien et discutons de leur évolution dans le cadre du diagramme de phase des aimants pyrochlore dipolaires-octupolaires.
We study the stability of the antiferromagnetic all-in–all-out state observed in dipolar-octupolar pyrochlores that have neodymium as the magnetic species. Different types of disorder are considered, either affecting the immediate environment of the Nd3+ ion or substituting it with a nonmagnetic ion. Starting from the well-studied Nd2Zr2O7 compound, Ti substitution on the Zr site and dilution on the Nd magnetic site with La substitution are investigated. The recently discovered entropy stabilized compound NdMox, which exhibits a high degree of disorder on the nonmagnetic site is also studied.
Using a range of experimental techniques, especially very low-temperature magnetization and neutron scattering, we show that the all-in–all-out state is very robust and withstands substitutional disorder up to large rates. From these measurements, we estimate the Hamiltonian parameters and discuss their evolution in the framework of the phase diagram of dipolar-octupolar pyrochlore magnets.
« Impact of disorder in Nd-based pyrochlore magnets »
Mélanie Léger, Florianne Vayer, Monica Ciomaga Hatnean, Françoise Damay, Claudia Decorse, David Berardan, Björn Fåk, Jean-Marc Zanotti, Quentin Berrod, Jacques Ollivier, Jan P. Embs, Tom Fennell, Denis Sheptyakov, Sylvain Petit, and Elsa Lhotel, Phys. Rev. B 109 (2024) 224416
Inelastic neutron scattering of (Nd0.9La0.1)2Zr2O7 measured on the PANTHER instrument at ILL.