Magnetostriction reveals orthorhombic distortion in tetragonal Gd compounds

Autores
Betancourth Giraldo, Diana Maria; Correa, Víctor Félix; Facio, Jorge Ismael; Fernández, J.; Vildosola, Veronica Laura; Lora Serrano, R.; Cadogan, J.M.; Aligia, Armando Ángel; Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian; Garcia, Daniel Julio
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We report detailed thermal expansion and magnetostriction experiments on GdCoIn5 and GdRh(In1-xCdx)5 (x=0 and 0.025) single-crystal samples that show a sudden change in the dilation at a field Bâ for temperatures below the Néel transition temperature TN. We present a first-principles model including crystal-field effects, dipolar and exchange interactions, and the dependence of the latter with lattice distortions in order to fully account for the magnetostriction and magnetic susceptibility data. The mean-field solution of the model shows that a transition between metastable states occurs at the field Bâ. It also indicates that two degenerate phases should coexist at temperatures below TN, which may explain the lack of observation, in high-resolution x-ray experiments, of an orthorhombic distortion at the Néel transition, even though the experimentally determined magnetic structure breaks the tetragonal symmetry and the magnetoelastic coupling from our model is significant. These conclusions could be extended to other tetragonal Gd-based compounds that present the same phenomenology.
Fil: Betancourth Giraldo, Diana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
Fil: Correa, Víctor Félix. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
Fil: Facio, Jorge Ismael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
Fil: Fernández, J.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Vildosola, Veronica Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina
Fil: Lora Serrano, R.. Universidade Federal de Uberlandia; Brasil. University of New South Wales; Australia
Fil: Cadogan, J.M.. University of New South Wales; Australia
Fil: Aligia, Armando Ángel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
Fil: Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Garcia, Daniel Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Materia
Magnetostriction
Rare earth compounds
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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The mean-field solution of the model shows that a transition between metastable states occurs at the field Bâ. It also indicates that two degenerate phases should coexist at temperatures below TN, which may explain the lack of observation, in high-resolution x-ray experiments, of an orthorhombic distortion at the Néel transition, even though the experimentally determined magnetic structure breaks the tetragonal symmetry and the magnetoelastic coupling from our model is significant. These conclusions could be extended to other tetragonal Gd-based compounds that present the same phenomenology.Fil: Betancourth Giraldo, Diana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. 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