Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay

Laboratoire de Physico-Chimie de l'Etat Solide - LPCES

1.4 : Etude par résonance paramagnétique électronique des phases spin-Peierls et paramagnétique de CuGeO3 pur et des composés dopés par Si, Zn, Mg et Ni

Ce travail a été effectué en collaboration avec B. Grenier et P. Monod dans une large gamme de températures (4<T<300 K) et pour trois orientations du champ magnétique : les axes a, b et c.

Dans le cas des composés dopés par des impuretés non magnétiques (Si, Zn et Mg avec x, y 0,1), il a été mis en évidence, pour une fréquence de 9.5, 95 et 180 GHz, que celles ci ont très peu d’effet sur la RPE de CuGeO3 puisqu’elles n’affectent pas la position et la largeur des raies de résonance. Les spins ½ effectifs libérés restent fortement couplés avec les spins dimérisés.

Par contre les effets du dopage en nickel sont très différents. Deux observations importantes pour les raies de résonance ont été faites : d’une part un élargissement notable au dessus et en dessous de TSP et d’autre part un déplacement considérable vers les champs élevés de la raie RPE. De plus, il a été mis en évidence que le déplacement relatif de la raie RPE des composés Cu1-yNiyGeO3 était proportionnel au rapport de la susceptibilité du nickel sur celle du cuivre : en conséquence, il est fortement accentué en dessous de la transition spin-Peierls. Un modèle reposant sur des ions cuivre fortement couplés entre eux et faiblement couplés aux ions nickel a été proposé pour interpréter ces effets qui résultent d’une augmentation de la concentration en nickel.