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

2.4 : (La1-zPrz)1,2Sr1,8Mn2O7 (0<z<1)

Il nous a paru intéressant de suivre l’évolution de la transition para-ferro en fonction de la concentration de Pr dans le composé (La1-zPrz)1,2Sr1,8Mn2O7 afin de comprendre l’apparition de la CMR.
Nous avons ainsi élaboré des monocristaux à six compositions différentes (z = 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 et 1) et présentons ci-dessous un bref aperçu de leurs propriétés physiques.
Le paramètre a diminue pour z = 0,4 alors que la valeur de c reste presque constante. Ceci doit avoir des conséquences importantes sur la transition magnétique puisque l’interaction est fortement ferromagnétique dans le plan ab. Effectivement, quand z augmente de 0 à 0,4, on observe une diminution de la Tc de 125 K à 98 K alors que la transition semi-conducteur-métal est toujours observée, ainsi que la CMR.
C’est pour z = 0,6 que nous avons constaté des propriétés originales et spectaculaires. Tout d’abord, on ne constate plus ni l’ordre ferromagnétique ni la transition semi-conducteur- métal. L’échantillon reste isolant, même à 5 K. L’anisotropie [110] / [001] qui valait environ 60 à 300 K augmente rapidement à mesure que la température décroît pour atteindre une valeur de 2x105 à 5 K. L’application d’un champ magnétique de l’ordre de 5,5 T induit une transition para-ferro du premier ordre et une transition semi-conducteur-métal est observée à T~100 K. La résistance, pour i//B//[001], diminue d’un facteur un million à 5 K sous un champ critique (Bc) de 5,5 T et l’on observe une forte hystérésis. La valeur de Bc diminue de 5,5 T à 2 T quand la température augmente de 5 K à 50 K. Comme l’interaction magnéto-élastique n’est pas négligeable dans les manganites, il nous a paru important de mesurer la magnétostriction en fonction de la température et du champ magnétique. En effet, on constate une très grande magnétostriction négative suivant l’axe [001] ce qui met en évidence une corrélation directe entre la CMR et l’interaction électron-réseau. On peut comprendre ces résultats qualitativement en invoquant à la fois le modèle de double échange, la séparation de phases ou encore la présence de domaines magnétiques. D’autres mesures neutroniques en fonction du champ magnétique seront entreprises à Saclay afin de mieux comprendre ce phénomène.