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Moments magnétiques et moments cinétiques sont reliés par un rapport gyromagnétique Diffusion magnétique des neutrons Magnéton de Bohr Facteur de Landé.

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1 Moments magnétiques et moments cinétiques sont reliés par un rapport gyromagnétique Diffusion magnétique des neutrons Magnéton de Bohr Facteur de Landé : opérateurs de spin valeurs propres ±1/2 et Magnéton nucléaire

2 Processus dinteraction Noyau Electron Neutron incident Interaction nucléaire forte : b dépend du spin du noyau Incohérent de spin Interaction électromagnétique dipôle-dipôle Négligeable avec le noyau Forte avec le moment atomique (orbital, spin)

3 Processus de diffusion Etat de spin du neutron caractérisé par S z ou Quatre processus de diffusion magnétique sont possible « non Spin-flip » « Spin-flip »

4 Incohérent de spin Longueur de diffusion : I : spin du noyau 2 : opérateur de Pauli Éléments de matrice : Noyau

5 Incohérent Section efficace cohérente Moyenne spatiale et statistique de Pas dordre des spins nucléaires spin =0 Section efficace incohérente Proportionnelle à - 2 Seule la moyenne sur les isotopes compte Incohérent isotopique : Ni (13.4 barn/4 barn) Incohérent de spin : H (81 barn/2 barn)

6 Section efficace : états finaux et initiaux du spin neutronique : probabilité que la cible soit dans létat le spin du neutron Calcul de : Electron

7 Hamiltonien dinteraction magnétique Neutron incident R Atome en position r n Champ B créée par lélectron de vitesse v e Noyau Électron

8 Longueur de diffusion magnétique = 2,69 fm Même ordre de grandeur que la longueur de diffusion nucléaire Longueur de diffusion magnétique

9 Facteur de forme magnétique Même type de variation que f(q) TF de la densité délectrons non-appariés Ni

10 Moment magnétique M M S : projection de M S sur le plan orthogonal à q q MSMS M S

11 En résumé… Incohérent isotopique Incohérent de spin Diffusion nucléaire Diffusion magnétique

12 Application à létude des structures magnétiques Ferromagnétique (Fe,Ni,Co) Ferrimagnétique (Fe 3 O 4 ) Antiferromagnétique (MnO,NiO,Cr) Hélicoïdal (Terres rares) Ordre magnétique ordre nucléaire (en général k m k n ) sauf ferromagnétisme k m = k n =0

13 Section efficace Si les neutrons ne sont pas polarisés Nucléaire : Magnétique :

14 Ferromagnétisme Ordre nucléaire et magnétique à k c =0 Réflexions de Bragg en q=Q hkl dont lintensité est donnée par la moyenne statistique des b :moyenne statistique Section efficace totale :

15 Ferromagnétisme F(q) n (q) Diffraction magnétique Diffraction nucléaire Polarisation de neutrons : Réflexion de Bragg sur un composé (Co 0.92 Fe 0.08 ) tel que et I ~ 2 M q z

16 Antiferromagnétisme Facteur de structure F(q) de la Maille magnétique 2a Diffraction nucléaire h pairs Ordre magnétique k c (1/2 0 0) Diffraction magnétique h impair ±k c

17 Exemple MnF 2 Groupe despace : P4 2 /mnm


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