Investigations concerning the coexistence of two magnetic phases in mixed crystals (Fe, Mn)WO4

Abstract

With neutron diffraction, two antiferromagnetic structures were observed simultaneously in a series of mixed crystals(Fex, Mn1−x)WO4 over a miscibility range of about twenty per cent. X-ray diffraction measurements of lattice constants and line widths showed, that a miscibility gap or fluctuations in concentration can be excluded as a reason for this magnetic behavior. Th e coexistence of two antiferromagnetic phases can be understood on the assumption, that there is only weak interaction between the iron and the manganese ions. The obtained results can be supported by measurements of the susceptibilities of the diamagnetically diluted systems (Fe, Mg)WO4 and (Mg, Mn)WO4. Am Mischkristallsystem (Fe, Mn)WO4 findet man mit Neutronenbeugung zwei antiferromagnetische Ordnungszustände, die über einen zwanzig-prozentigen Mischungsbereich nebeneinander existieren. Röntgenuntersuchungen zeigen, dass eine Mischungslücke oder Konzentrations-schwankungen als Ursache dieses Effekts auszuschliessen sind. Die Koexistenz zweier antiferromagnetischer Ordnungen wird verständlich, wenn man annimmt, dass nur schwache Mangan-Eisen-Wechselwirkung vorliegt. Die gewonnenen Ergebnisse werden gestützt durch Suszeptibilitäts-messungen an den diamagnetisch verdünnten Systemen (Fe, Mg)WO4 und (Mg, Mn)WO4.