Faculté des sciences de base SB, Section de physique, Institut de physique des nanostructures IPN (Laboratoire de physique des matériaux nanostructurés LPMN)

Study of pure and gadolinium doped single crystals of europium monoxide by nuclear magnetic resonance

Comment, Arnaud ; Ansermet, Jean-Philippe (Dir.)

Thèse sciences Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL : 2003 ; no 2882.

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    Summary
    We performed an Eu153 and Eu151 NMR study of EuO and Gd doped EuO using a home-made spectrometer designed to measure signals with fast spin-spin relaxation times. We determined and described the broadening mechanisms giving rise to the structure in the lineshape of pure EuO. The complete description of the lineshape of pure EuO allowed us to highlight the influence of doping EuO with Gd impurities on the lineshape. We demonstrated the presence of a temperature dependent static magnetic inhomogeneity in Gd doped EuO by studying the temperature dependence of the lineshapes. Our results suggested that the inhomogeneity in 0.6% Gd doped EuO was linked to colossal magnetoresistance. We also determined and described the origin and the temperature dependence of both the spin-spin and the spin-lattice relaxation mechanisms. The measurement of the spin-lattice relaxation times as a function of temperature led to the determination of the value of the exchange integral as a function of Gd doping.
    Résumé
    Nous avons étudié l'EuO et l'EuO dopé au Gd par RMN des noyaux 153Eu et 151Eu en utilisant un spectromètre fait maison nous permettant de mesurer des signaux avec des temps de relaxation spin-spin très courts. Nous avons déterminé et décrit les mécanismes d'élargissement donnant lieu à la structure de la raie spectrale de l'EuO pur. La description complète de la raie spectrale de l'EuO pur nous a permis de mettre en évidence l'influence du dopage au Gd sur la raie spectrale. En étudiant la dépendance en température des raies spectrales, nous avons démontré la présence d'une inhomogénéité magnétique statique dépendante de la température dans l'EuO dopé au Gd. Nos résultats ont suggéré que l'inhomogénéité dans l'EuO dopé avec 0.6% de Gd était lié à la magnétorésistance colossale. Nous avons aussi déterminé et décrit l'origine de la dépendance en température des mécanismes de relaxation spin-spin et spin-réseau. La mesure des temps de relaxation spin-réseau en fonction de la température ont conduit à la détermination de la valeur de l'intégrale d'échange en fonction du niveau de dopage au Gd.