Études structurales, magnétiques et thermodynamiques de composés hexagonaux multiferroïques de type TRMO₃ (M = Mn, Fe ; TR = terre rare à petit cation)
Institution:
Rennes 1Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Hexagonal REMnO₃ (RE = Ho,. . . , Lu + Y, Sc) manganites crystallize in a noncentrosymetric P6₃cm structure, and therefore are called multiferroics. In this thesis work, pure and substituted hexagonal REMnO₃ and REFeO₃ compounds were synthesized by a modified Pechini Process. Only the hexagonal manganite RE(Mn,Cu)O₃ could be obtained, and a ferromagnetic character was observed only when RE = Yb, Lu. Hexagonal ferrites RE(Fe,Me)O₃, Me = Ni, Mn, Co, Cu, and (RE,A)FeO₃, A = Ca, Zr have been synthesized. These compounds present a ferromagnetic character induced by Yb-O-Fe interactions. These interactions are due to the electronic configuration of Fe₃₊ ion in the FeO₅ trigonal bipyramid site. Moreover, the numerous of new compositions obtained from the hexagonal REFeO₃ compound, compared to those obtained from REMnO₃, highlight the role of the metal electronic configuration (Jahn-Teller effect), compared to a steric factor, in the formation of the hexagonal noncentrosymetric structure, instead of a perovskite structure.
Abstract FR:
Les manganites hexagonales de type TRMnO₃(TR = Ho,. . . , Lu + Y, Sc) cristallisent dans une structure noncentrosymétrique P63cm. De ce fait, ces composés sont dits multiferroïques. Au cours de ces travaux de thèse, des composés purs ou substitués, type TRMnO₃et TRFeO₃ hexagonaux ont été synthétisés par méthode Pechini. Nous avons obtenu l’insertion de l’ion Cu₂₊ dans TRMnO₃. Cependant le caractère ferromagnétique n’est visible que pour TR = Yb, Lu. Nous avons obtenu les compositions TR(Fe,Me)O₃, Me = Ni, Mn, Co, Cu, et (TR,A)FeO₃, A = Ca, Zr. Ces composés présentent un caractère ferromagnétique important, induit par la présence d’un couplage Yb-O-Fe. Ce couplage est permis par la configuration du site trigonal bipyramide FeO₅. De plus, la large gamme de compositions hexagonales accessibles à partir de TRFeO₃, comparé à TRMnO₃, montre l’importance de la configuration électronique du métal (effet Jahn-Teller) comparée à l’évolution du facteur stérique.