Etude des interactions magnétiques et effet Kondo en compétition dans les systèmes Ce2Pd2(In,Sn)

Abstract

Etude des interactions magnétiques et effet Kondo en compétition dans les systèmes Ce2Pd2(In, Sn).

Le thème de recherche, présenté dans ce mémoire, traite de l’étude du comportement magnétique du cérium en présence d’interactions magnétiques et effet Kondo en compétition. La première partie de ce travail est une initiation à l’étude théorique des composés intermétalliques dont les propriétés particulières liées à l’hybridation des électrons f responsables du magnétisme avec les électrons de bande, conduisant à un couplage de type Kondo ou un état de valence intermédiaire. L’ensemble des propriétés de ces composés est interprété à l’aide d’un modèle Kondo avec interactions d'échange traitées dans l'approximation du champ moléculaire. Ce modèle est dérivé dumodèle de niveaux résonants développé par Schotte et Schotte. Dans le cas où magnétisme et effet Kondo coexistent, lemodèle proposé ici conduit à différencier l'état fondamentalperturbé par l'effet Kondo, de l'étatnon perturbé et fictif. Dans le cadre de ce modèle semi-phénoménologique le rapport des deux paramètres J/TK (des énergies d’échange magnétique et Kondo) détermine la plupart des propriétés physiques caractéristiques : aucun ordre magnétique n’est possible si < et tout ordre magnétique présente des moments spontanés réduits par l’effet Kondo et définis par la valeur du rapport J/TK. Le développement analytique de ce modèle et les calculs numériques des expressions obtenues constituent le noyau de cette première partie.

Dans la deuxièmepartie nous présentons une étude structurale, magnétique etde chaleur spécifique réalisée sur les alliages 〖〖Ce〗_2 (〖Pd〗_(1-x) 〖Ni〗_x )〗_2 Sn(0≤x≤1).La substitution des atomes de Pd par celle de Ni isoélectronique conduit à un changement dans la structure cristallographique tétragonal (pourx≲0.25 à un réseau orthorhombique centré (pour x≳0.4). La contraction du volume dans cette série est comparable à celle attendue à partir du rapport des tailles atomiques entre les composantes des métaux de transition. En conséquence une petite augmentation de la température de Kondo amène les deux transitions magnétiquesobservées dans 〖〖Ce〗_2 Pd〗_2 Sn de fusionner à x=0.25. Au bout d’environ 1% de réduction du volume et au changement de la structure, le système se comporte comme un fermion lourd faiblement magnétique avec un état fondamental dégénéré. Notamment, une transition magnétique apparait du côté riche en Ni. Ce comportement inattendu est discuté en termes d’amélioration de la densité d’états gouverné par l’augmentation de la bande de conduction d’hybridation 4f et la contribution naissante du premier doublet excité de champ cristallin sur les propriétés de l’état fondamental.