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Modélisation des mises en ordre chimique et magnétique dans les alliages Ni-Fe

par LABGPM - publié le , mis à jour le

Vernyhora, D. Ledue, H. Zapolsky, R.Patte

Collaboration : Groupe de Physique Théorique de l’Université Linköping, Suède.

Les propriétés des alliages ferromagnétiques Nickel-Fer indiquent une influence mutuelle des transitions de phase magnétique (température de Curie  T_{C} ) et chimique (température de Kurnakov  T_{K}) dans ces composés. Dans ce but, nous avons modélisé par simulations Monte Carlo ces phénomènes de mise en ordre. Nos résultats sur l’alliage Ni_{3}Fe ont permis de mettre en évidence une augmentation d’environ 175 K de la température de Kurnakov due aux interactions magnétiques (courbes \eta (T) , fig.4.a). La raison de cette augmentation est la présence d’interactions antiferromagnétiques Fe-Fe dans ces alliages ce qui conduit à « éloigner » les atomes de Fe les uns des autres et favorise ainsi l’apparition de la phase ordonnée L1_{2} . Réciproquement, l’ordre chimique à courte distance au dessus de  T_{K} permet d’expliquer la valeur de la température de Curie simulée (T_{C} \approx 911K ) de l’alliage Ni_{3} Fe (courbe M(T) bleue) qui est environ 50 K au dessus de celle de l’alliage totalement désordonné (courbe M(T) rouge). Il est à noter que cette courbe d’aimantation présente un saut à la température de Kurnakov suite à la mise en ordre chimique de l’alliage. Par ailleurs, nos résultats de simulation avec et sans interactions magnétiques au voisinage de la concentration  x_{Ni}=0.75 sont en bon accord qualitatif avec le diagramme de phase expérimental (fig.4.b). L’étude de la cinétique de précipitation à base de l’équation microscopique d’Onsager montre que les interactions magnétiques stabilisent les germes de la structure L1_{2} au cours de la croissance.


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Figure 4. Variation thermique de l’aimantation M, du paramètre d’ordre  \eta et du paramètre d’ordre à courte distance SROP pour les simulations sans interaction magnétique (J = 0) et avec interactions magnétiques (J  \neq 0) (a). Diagrammes de phase expérimental (traits noirs) et simulés (b).