Etude par résonance paramagnétique électronique de LiNiO2 : composé avec dégénérescence orbitale
Institution:
Aix-Marseille 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Previous studies of the magnetic properties of the two-dimensional triangular lattice LiNiO2 are still the subject of controversy. The variety of interpretations comes from the composition of the sampl. S : there are always some extra nickel ions creating cluster magnetism in order to determine the intrinsic magnetic properties of LiNiO2. In this respect, our study has consisted in two parts. 1) electron paramagnetic resonance, magnetization, susceptibility and X-ray diffraction measurement on a large range of Li1-xNi1+xO2 samples, with x varying from 0. 02 to 0. 2. The extapolation of these results allow us to obtain the weak intrisic magnetic behaviour of LiNiO2, observable yet in samples with x=0. 02. 2) study of several samples with x=0. 02 in a large range of temperatures. We show experimentally that an anormalous magnetic behaviour occurs in 2 different temperature regions, which we interpret as the consequence of 2 distinct energy scales present in the system. The first one , of the order of hundreds of Kelvin, is related to anti-ferro orbital coupling between Ni3+ ions and leads to frustrated distribution of Ni3+ orbitals.
Abstract FR:
Les études précédentes du composé lamellaire LiNiO2 dont les ions magnétiques sont répartis sur un réseau triangulaire bidimensionnel n'ont pas abouti à des conclusions unanimes. La diversité d'interprétations provient de la composition des échantillons : en réalité, il existe toujours des ions de nickel excédentaires qui forment des amas modifiant le comportement magnétique du matériau. Notre objectif a donc été de s'affranchir du magnétisme des amas afin de déterminer les propriétés magnétiques intrinsèques de LiNiO2. Pour cela, notre étude s'est décomposée en 2 étapes. 1) Mesures de résonance paramagnétique électronique, d'aimantation, de susceptibilité et de diffraction de rayons X, sur une large gamme de composés Li1-xNi1+xO2, avec xvariant de 0. 02 à 0. 2. L'extrapolation de ces résultats nous ont permis de déterminer le comportement magnétique intrinsèque faible de LiNiO2, déjà observable dans les échantillons avec x=0. 02. 2) étude de plusieurs composés avec x=0. 02 dans une large gamme de températures. Nous avons montré qu'il se produit un comportement magnétique anormal dans 2 régions de températures différentes, que nous interprétons comme la conséquence de 2 échelles d'énergie distinctes.