Determining the magnetic structures of lanthanide intermetallic compounds is of crucial importance in understanding the nature of interactions within these materials. Two commonly used techniques for determining magnetic structures are powder neutron diffraction and Mössbauer spectroscopy. These two techniques are particularly difficult to apply in the case of gadolinium-containing intermetallic compounds due to the large neutron absorption cross section of natural Gd and to the large line overlap observed in 155Gd Mössbauer spectroscopy.In this work we show that it is possible, with proper analysis of crystallographic symmetries and high quality data, to determine the magnetic structures of Gd-intermetallic compounds. Three case studies involving both powder neutrondiffraction data obtained with a novel large-area at-plate sample holder, and 155Gd Mössbauer spectroscopy measurements, are presented. The first study shows that both Mössbauer spectroscopy and powder neutron diffraction are able to detect the high sensitivity of GdCo12-xFexB6 to Fe doping. In the second study, which focuses the determination of the magnetic ordering of the high-temperature superconductor Gd1-xThxFeAsO, neutron diffraction is used to constrain parameters of the Mössbauer analysis. The third study shows that both techniques must be used together to resolve the magnetic structure of GdNiSn. / La détermination des structures magnétiques des composés intermétalliques contenant des lanthanides est d'une importance cruciale pour comprendre la nature des interactions au sein de ces matériaux. Deux techniques couramment utilisées pour la détermination des structures magnétiques sont la diffraction de neutrons et la spectroscopie Mössbauer. Ces deux techniques sont particulièrement difficiles à appliquer dans le cas des composés intermétalliques contenant du gadolinium en raison du grand coefficient d'absorption neutronique du Gd naturel et au grand chevauchement des raies observées en spectroscopie 155Gd Mössbauer.Dans ce travail, nous montrons qu'il est possible, avec une bonne analyse des symétries cristallographiques et avec des données de haute qualite, de déterminer les structures magnétiques des composés intermétalliques contenant du Gd. Trois études de cas utilisant à la fois les données de la diffraction de neutrons sur poudre obtenues avec un nouveau porte-échantillon à grande surface, et des mesures par spectroscopie 155Gd Mössbauer, sont presentées. La première étude montre que la spectroscopie Mössbauer et la diffraction des neutrons sur poudre sont toutes deux capables de détecter la grande sensibilite du GdCo12-xFexB6 au dopage Fe. Dans la seconde étude, qui se penche sur la détermination de l'ordre magnétique du supraconducteur à haute temperature Gd1-xThxFeAsO, la diffraction de neutrons est utilisée pour contraindre les paramètres de l'analyse Mössbauer. La troisième étude montre que les deux techniques doivent etre utilisées ensemble pour résoudre la structure magnétique du GdNiSn.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121400 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Lee-Hone, Nicholas |
| Contributors | Dominic Ryan (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Physics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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