Synthèse et caractérisation des propriétés structurales et magnétiques de nouveaux siliciures et germaniures à base d'uranium et de cuivre. Etude des propriétés physiques et d'hydruration de quelques composés appartenant aux systèmes Gd - Ni - X où X = Ga, Al, Sn.
Résumé
Three novel phases, U3Cu4Si4, U3Cu4Ge4 and UCuGe1,77, were prepared in the U - Cu - X (X = Si or Ge) ternary system. Their structural and magnetic properties were investigated. The magnetic structures of the first two compounds were determined by neutron diffraction. Structural and magnetic behaviour transitions occur as copper substitutes silicon atoms in the UCuxSi2-x (0,28 ≤ x ≤ 0,96) solid solution. Thus, the structure of the compositions changes in the α-ThSi2(tetragonal) → AlB2(hexagonal) → Ni2In(hexagonal) sequence while a transition from a nonmagnetic to ferromagnetic then antiferromagnetic behaviour is observed. The magnetic properties of the different compositions are governed by a Kondo - RKKY -type interactions competition. Crystallographic disorder and magnetic frustrations are at the origin of a spin glass state between the ferro- and antiferromagnetic areas. The investigations of the GdNi3X2 (X =Ga, Al, Sn) compounds revealed that their structural and magnetic properties are strongly dependent on the nature of the X element as well as the on thermal treatment. A CaCu5 → HoNi2,6Ga2,4 - type structure transition and a ferro - to antiferromagnetic behaviour evolution are favoured by the increase of the X - atom size. A commensurate modulated crystal structure (described also as a aHoNi2,6Ga2,4 × aHoNi2,6Ga2,4 × 2cHoNi2,6Ga2,4 -type superstructure) has been observed for GdNi3Al2. Hydrogen absorption in Gd3Ni6Al2 and GdNi3Al2 weakens the strength of the magnetic
L'étude des systèmes ternaires U - Cu - X (X = Si ou Ge) a permis de mettre en évidence trois nouvelles phases: U3Cu4Si4, U3Cu4Ge4 et UCuGe1,77. Leurs propriétés structurales et magnétiques ont été étudiées et les structures magnétiques des deux premières ont été déterminées. La substitution du cuivre au silicium dans la solution solide UCuxSi2-x (0,28 ≤ x ≤ 0,96) est à l'origine de transitions structurales et magnétiques selon les séquence α-ThSi2(quadratique) → AlB2(hexagonal) → Ni2In(hexagonal) et non magnétique → ferromagnétique → antiferromagnétique. L'évolution des propriétés magnétiques reflète la compétition entre les interactions de type Kondo et RKKY. Désordre cristallographique et frustrations magnétiques sont à l'origine d'un état "verre de spin" au passage ferro-antiferromagnétique. Les propriétés structurales et magnétiques des composés GdNi3X2 (X =Ga, Al, Sn) se sont avérées fortement dépendantes de la nature de l'élément X et du traitement thermique des échantillons. L'augmentation de la taille de X favorise une transition structurale de type CaCu5 → HoNi2,6Ga2,4 ainsi qu'un passage ferro → antiferromagnétique. Une structure cristallographique modulée commensurable (équivalente à une surstructure aHoNi2,6Ga2,4 × aHoNi2,6Ga2,4 × 2cHoNi2,6Ga2,4) est observée pour GdNi3Al2. L'insertion d'hydrogène dans Gd3Ni6Al2 et GdNi3Al2 affaiblit considérablement les interactions magnétiques.