Paramagnetische Relaxation von CeCl₃

Zusammenfassung

Die paramagnetische Relaxation von CeCl₃ wird im Temperaturbereich zwischen 1,07°K und 4,21°K mit einer Gegeninduktionsbrücke bei Frequenzen zwischen 3 Hz und 3200 Hz untersucht. Die komplexe Suszeptibilität befolgt als Funktion der Frequenz für Temperaturen unterhalb desλ-PunktesT<T _λ eine Debye-Funktion; dagegen treten oberhalbT _λ Abweichungen auf. FürT<T _λ läßt sich die Temperaturabhängigkeit der Relaxationszeit beschreiben durch:τ∼T ⁻ⁿ mit 1,82≦n≦2,35 für 470 Oe≦H≦3360 Oe. Bei den höchsten Temperaturen laufen Orbach-Prozesse über die erste angeregte Kristallfeldkomponente ab, die nach diesen Messungen beiE _II=k(56±10)°K liegt. Im gesamten Temperaturbereich wird die paramagnetische Relaxation außer durch Spin-Gitter- auch noch durch andere Relaxationsprozesse bestimmt, deren Natur nicht geklärt werden konnte.

Résumé

La ralaxation paramagnétique du CeCl₃ a été étudiée dans un domaine de température allant de 1,07°K à 4,21°K, à l'aide d'un pont à inductivité mutuelle, pour des fréquences de 3 Hz à 3200 Hz. Au-dessous du pointλ, la dépendance de la température de la susceptibilité complexe est décrite par une fonction de Debye. Au-dessus de cette température on observe cependant des déviations. La dépendance de la température du temp de relaxation pourT<T _λ peut être décrite parτ∼T ⁻ⁿ avec 1,82≦n≦2,35 pour 470 Oe≦H≦3360 Oe. Aux plus hautes températures apparaissent les processus d'Orbach faisant intervenir la premiere componante excitée du champ cristallin, dont la valeur déterminée par nos mesures estE _II=k(56±10)°K. Dans tout le domaine de température la relaxation spin-grille n'est pas le seul mécanisme qui entre en ligne de compte, mais la nature d'autres mécanismes n'a pour autant pas pu être identifiée.

Abstract

The paramagnetic relaxation in CeCl₃ was investigated in the temperature interval between 1.07°K and 4.21°K using a mutual inductance bridge at frequencies between 3 Hz and 3200 Hz. The dependence of the complex susceptibility on temperature below theλ point is given by a Debye function. Above this temperature, however, deviations occur. The temperature dependence of the relaxation time forT<T _λ can be described byτ∼T ⁻ⁿ where 1.82≦n≦2.35 for 470 Oe≦H≦3360 Oe. At the highest temperatures Orbach Processes occur over the first excited crystal field component which according to these measurements lies atE _II=k(56±10)°K. In the entire temperature range the relaxation processes are determined by further relaxation mechanisms in addition to the spin lattice relaxation. The nature of these could not, however, be determined.