Diagramme de phase de l'orthoferrite de terbium en présence d'un champ magnétique

The low temperature magnetic properties of TbFeO3 have been studied as a function of an applied field along the x and y crystallographic directions. Differential susceptibility measurements along the x axis performed at various temperatures lead to experimental phase diagrams of two types of samples which are distinguished by the presence or absence of an intermediate ferromagnetic phase before the final antiferromagnetic ordering around 3 K. A theoretical treatment taking into account a possible gradual rotation of the Fe system in the xOz plane, has been developped and gives a quantitative interpretation of the experimental results when previously determined values of the Fe-Tb and Tb-Tb interactions are used. The magnetization measurements along the y direction at 1.1 K show two transitions occurring for quite different values of the applied field. A qualitative explanation of this behaviour can be given when one introduces an intermediate cooperative structure F x Fy associated with a rotation of the Fe system from Gx Fz to Gz Fx.Les propriétés magnétiques de TbFeO3 à basse température sont étudiées en fonction d'un champ appliqué suivant les directions cristallographiques x et y. Les mesures de susceptibilité différentielle effectuées suivant x en fonction de la température permettent de construire le diagramme de phase des deux types d'échantillons qui se distinguent par l'existence ou non d'une phase intermédiaire ferromagnétique avant l'apparition de l'ordre antiferromagnétique vers 3 K. Un traitement théorique tenant compte de la possibilité d'une rotation progressive du système des Fe dans le plan xOz, a été développé et a permis d'interpréter quantitativement les résultats expérimentaux en utilisant les valeurs des paramètres d'échange Fe-Tb et Tb-Tb déterminées par ailleurs. Les mesures d'aimantation suivant la direction y montrent deux transitions successives à 1,1 K pour des valeurs du champ très différentes. Une explication qualitative de l'existence de cette double transition peut être donnée en introduisant une structure coopérative intermédiaire de type Fx Fy associée à une rotation du système des Fe de Gx Fz à G z Fx