Différentes hypothèses possibles

Première hypothèse. — On peut concevoir un mélange d’ions dans des états différents, l’un de ces états étant nécessairement 3 d° et l’autre état 3 dé, 4s ou 3 d,% 5%

M. Néel [48], a justifié les valeurs des moments à saturation fractionnaires du nickel et du cobalt par un mélange d'ions en équilibre dans un gaz plus ou moins dégénéré d'électrons 4s. L'idée essentielle de cette théorie est que les proportions des deux sortes d'ions sont telles que la concentration des électrons 4 s reste constante. Cette hypothèse a reçu une importante confirmation en permettant d'interpréter la variation du moment à saturation des solutions solides du nickel.

Il n'existe pas de solution solide d’un corps non ferromagnétique dans les composés MnBi, Mn As, MnSb, qui nous permettrait de savoir, par l'étude de la «pente », si l’atome de manganèse existe dans deux états (la « pente » caractérise la variation du moment en fonction du titre). Nous disposons seulement de solutions solides de manganèse dans MnSb et MnAs, et, dans ces conditions, la « pente » fournit des indications sur l'atome de manganèse entrant en solution, sans apporter de preuves de l'existence ou de la non existence d’un mélange d'ions.

Nous ne pouvons donc rejeter, d’une façon absolue, l'hypothèse du mélange d'ions, mais cette hypothèse n’est appuyée par aucune donnée expérimentale.

Deuxième hypothèse. — La bande 3 d de l'atome de manganèse contient 3,53 trous positifs.

Mott [53] a montré que, pour le nickel, les bandes d'énergie relatives aux fonctions d'onde 3 d et 4 s se recouvrent partiellement, c’est-à-dire que, pour une énergie donnée, on trouve des électrons dans les deux états 3 d'et 4 5. Slater [54] a calculé que la bande 3 d du nickel contient environ 0,6 électron à spin non compensé, dénommé « trou positif » et la bande 4 5, 0,6 électron. Farineau [55] a confirmé expérimentalement ces prévisions par l'étude de la bande d'émission L du nickel. En admettant que la bande 4 s ait la même limite supérieure que la bande 3 d et une largeur plus grande, il a pu calculer, en partant de la formule de Schrüdinger intégrée par la méthode dite par « approximation des électrons libres », que la bande 4 s contenait 0,58 électron.

Aïnsi, le nombre de « trous positifs » de la bande 34 donnerait directement la saturation absolue en magnétons de Bohr. Mais les données expérimentales sur la bande d'émission du manganèse, qui nous permettraient de retenir ou de rejeter cette deuxième hypothèse, manquent.

On peut toutefois se proposer de chercher quelle serait la distribution des électrons dans les bandes 3 d et 45.

Le problème ainsi posé est indéterminé, car nous ne connaissons que le nombre total d'électrons à répartir et le nombre de trous positifs. Pour lever cette indétermination, nous envisagerons successivement :

a. que l’une des deux bandes à spins opposés est complètement remplie; b. que le nombre d'électrons 4 s est égal à 0,6.

Ces deux hypothèses ne sont pas complètement arbitraires car, d’une part, la discussion précédente nous a conduit à l’état 3 d? donc au maximum d'électrons 3 d et, d'autre part, le nombre d'électrons 45, qui est égal à 0,6 dans le nickel, garde une densité voisine de 0,6 dans les alliages ferromagnétiques.

Le nombre total d'électrons à répartir étant de 7, nous obtenons le Fableau suivant :

Trous positifs Nombre Nombre d’électrons dans les bandes, dans les bandes, Différence. d'électrons. © © 34 +. 3d—.: AIS &s —. SU. 3 U—, 3 d.