Rapport sur quelques recherches dans le domaine du magnétisme aux laboratoires Philips

Abstract
In the first part of the paper the crystalline anisotropy of a number of hexagonal oxidic compounds containing barium is discussed. In the absence of an external magnetic field the magnetization vector can point in an arbitrary direction with respect to the c-axis. This behaviour can already be described with two anisotropy constants. Examples are given of materials with a preferential direction (along the c-axis), with a preferential plane (basal plane) as well as with a preferential cone for the magnetization vector. The latter case occurs at relatively low temperatures in crystals containing cobalt. There are also materials in which, at different temperatures, all three types of anisotropy occur. The relatively weak anisotropy in the basal plane, which has six-fold symmetry, has been measured. In crystals having only trivalent metal ions, two such ions can be replaced by one divalent and one quadrivalent ion. It appears that substitution of cobalt again promotes the occurrence of a preferential plane of the magnetization, as in the oxides which contain divalent metal ions. The classical dipole-dipole energy has been computed and it is shown that it can account for the observed anisotropy in the structure containing two successive barium layers, which, although not containing cobalt, shows a preferred plane for the magnetization vector. The anisotropy in the structure containing single barium layers, which has a preferred direction of the magnetization vector, is not explained by this mechanism, and presumably originates from spin-orbit interaction. The influence of controlled precipitation on the magnetic properties of alloys is discussed in the last section. With the aid of an electron microscope it is shown that a precipitate, consisting of long parallel needles in the optimal case, causes the high (BH)max value (up to 12 × 106 gauss-oersteds) of single crystal " ticonal " (" alnico ") containing 34 % cobalt, that has undergone a special heat treatment in a magnetic field (Fig. 7.1 and 7.2). It is further shown that a (110) [001] texture can be obtained in 3 %silicon iron only if the metal contains a precipitate of favourable composition (e.g. Si3N4 or MnS) and division (Fig . 7.4).

Résumé
Dans la première partie de l'article, on discute de l'anisotropie cristalline d'un certain nombre de composés d'oxydes hexagonaux contenant du baryum. En l'absence d'un champ magnétique extérieur, le vecteur d'aimantation peut être orienté dans une direction arbitraire par rapport à l'axe c. Ce comportement peut déjà être décrit par deux constantes d'anisotropie. On donne des exemples de matériaux présentant, pour le vecteur d'aimantation, une direction privilégiée (le long de l'axe c), un plan privilégié (plan de base) ou un cône privilégié. Ce dernier cas se produit à des températures relativement basses dans des cristaux contenant du cobalt. Il existe aussi des matériaux dans lesquels, à différentes températures, se produisent les trois types d'anisotropie. Des mesures ont porté sur l'anisotropie relativement faible existant dans le plan de base, qui présente une symétrie hexagonale. Dans les cristaux n'ayant que des ions métalliques trivalents, deux de ces ions peuvent être remplacés par un ion divalent et un ion quadrivalent. Il apparaît que la substitution du cobalt favorise alors également l'apparition d'un plan privilégié d'aimantation, comme dans les oxydes qui contiennent des ions métalliques divalents. L'énergie classique dipôle-dipôle a été calculée et il a été démontré qu'elle peut expliquer l'anisotropie observée dans la structure contenant deux couches successives de baryum, qui montrent même en l'absence de cobalt un plan privilégié pour le vecteur aimantation. L'anisotropie dans la structure contenant des couches simples de baryum, qui ont une direction privilégiée du vecteur aimantation, n'est pas expliquée par ce mécanisme et provient probablement de l'interaction spin-orbite. Dans la dernière section, on discute de l'influence de la précipitation contrôlée sur les propriétés magnétiques des alliages. On montre à l'aide d'un microscope électronique que le précipité produit sous champ magnétique provoquant la valeur élevée (BH)max (jusqu'à 12 x 106 gauss-oersteds) du monocristal « ticonal (« alnico ») contenant 34 % de cobalt comporte, dans la condition optimum, de longues aiguilles parallèles (fig. 7.1 et 7.2). On montre de plus, qu'une texture (110) [001] ne peut être obtenue dans du fer à 3 % de silicium que si le métal contient un précipité de composition favorable (par exemple Si3N4 ou MnS) et de division favorable (fig 7.4).