Fe2+ dans les silicates lamellaires. Etude magnétique et Mössbauer

The magnetism of clay minerals - and more generally of lamellar silicates - comes from the iron atoms they often contain (because iron is an important part of the earth's crust). The existing choice, among the different types of phyllosilicates, of various distances between the planes occupied by the iron atoms (thus of various values of the exchange interaction according to the third dimension), or the possibility of varying this distance by the intercalation of a whole range of organic molecules, seems to make these minerals an interesting place for the study of two-dimensional magnetism. We present here a first step in this field. It is a study made on clay minerals, as well as on phyllosilicates in macroscopic crystals by Mössbauer spectroscopy and magnetic measurements. The spectroscopy is a powerful means of investigation in the fields of magnetism and mineralogy; in addition to the state of oxidation of iron it allows to know the electric and magnetic fields which reign at the core of the iron atoms. The knowledge of the former gives information on the local crystallographic distortion, while the comparison of the latter with magnetic measurements gives a good picture of the magnetism. In the first chapter, we will introduce the essential notions for the discussion of the experimental results: the structure of the clay minerals, the symmetry of the sites where the iron ions are located, the electronic Hamiltonian of these ions will be exposed, as well as some points concerning the magnetism and the Mössbauer spectroscopy. The second chapter will present the experimental results, successively on 1:1 minerals, 2:1 minerals (Micas and Vermiculites) and 2:1:1 minerals. Finally the third chapter will take up the main results of chapter II to try to integrate them in a theoretical model.Le magnétisme des minéraux argileux - et plus largement des silicates lamellaires - leur vient des atomes de fer qu'ils contiennent souvent (car le fer est une part importante de l'écorce terrestre). Le choix existant, parmi les différents types de phyllosilicates, de diverses distances entre les plans occupes par les atomes de fer (donc de diverses valeurs de l'interaction d'échange selon la troisième dimension), ou bien encore la possibilité de faire varier cette distance par l'intercalation de toute une gamme de molécules organiques, semble faire de ces minéraux un lieu d'étude intéressant de magnétisme a caractère bidimensionnel. Nous présentons ici un premier pas dans ce domaine. Il s'agit d'une étude faite sur des minéraux argileux, ainsi que sur des phyllosilicates en cristaux macroscopiques par spectroscopie Mössbauer et mesures magnétiques. La spectroscopieest un moyen d'investigation puissant dans les domaines du ma­gnétisme et de la minéralogie; outre l'état d'oxydation du fer elle per­met de connaitre les champs électriques et magnétiques qui règnent au noyau des atomes de fer. La connaissance des premiers renseigne sur la distorsion cristallographique locale tandis que la comparaison des seconds avec les mesu­res magnétiques permet d'obtenir une bonne image du magnétisme. Dans le premier chapitre, nous introduirons les notions essentielles a la discussion des résultats expérimentaux : la structure des minéraux argileux, la symétrie des sites ou se situent les ions fer, l'hamiltonien électronique de ces ions seront exposes, ainsi que quelques points concernant le magnétis­me et la spectroscopie Mössbauer. C'est au cours du deuxième chapitre que seront présentés les résultats expérimentaux, successivement sur les miné­raux 1:1, les 2:1 (Micas puis Vermiculites) et les 2:1:1. Enfin le troisiè­me chapitre reprendra les résultats principaux du chapitre II pour tenter de les intégrer dans un modèle théorique