Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 1077-1093 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:019770012080107700

Évolution des propriétés magnétiques d'une substance polycristalline soumise à des cycles d'hystérésis dissymétriques successifs. Aspect directionnel du phénomène de reptation

J.L. Porteseil et R. Vergne

Laboratoire de Magnétisme du C. N. R. S., 166 X, 38042 Grenoble Cedex, France

Abstract
When a ferromagnet is cycled dissymmetrically with respect to H = 0, the cycles exhibit a slow positive drift (creep or reptation). A formal model involving a fictitious creep field hr was first presented by L. Néel. In this paper, we investigate the physical origin of this phenomenon. Whereas the previous authors applied all the magnetic fields along one direction, we study the multidirectional behaviour of polycrystals with one or several easy axes (iron, cubic and hexagonal cobalt). The creep disappears in uniaxial materials. We suggest that this phenomenon arises from topological changes in the domain structure related to a possible choice between several easy axes in every crystallite. The thermal fluctuations trigger random jumps between a large number of possible configurations, the energies of which are almost equal. We show that the domain structure adapts itself to a given magnetization process and slowly evolves towards a non-isotropic, ordered state.

Résumé
On sait depuis longtemps que, lorsqu'on soumet un matériau ferromagnétique à des alternances de champ dissymétriques, les cycles d'hystérésis se déplacent lentement vers les aimantations croissantes (reptation). Pour décrire ce phénomène, L. Néel a proposé un modèle formel faisant intervenir la notion de champ fictif. Dans ce travail, nous essayons de préciser les origines physiques de la reptation. Contrairement aux auteurs précédents qui se limitaient à une seule direction de l'espace, nous étudions le comportement directionnel sur des polycristaux ayant un ou plusieurs axes de facile aimantation( fer, cobalt cubique et hexagonal). La reptation disparaît dans les matériaux uniaxes. Nous suggérons qu'elle est due à des modifications de la structure en domaines rendues possibles par le choix entre plusieurs axes de facile aimantation dans chaque cristallite. L'agitation thermique déclenche des passages aléatoires entre de nombreuses configurations d'énergies voisines. Nous montrons que la structure en domaines s'adapte progressivement à un processus d'aimantation donné et évolue vers un état de plus en plus ordonné.

PACS
7560C - Magnetic domain walls and domain structure.
7560E - Magnetization curves, hysteresis, Barkhausen and related effects.

Key words
magnetic domains -- magnetic hysteresis -- magnetisation -- successive asymmetrical hysteresis cycles -- ferromagnet -- fictitious creep field -- multidirectional behaviour -- polycrystals -- topological changes -- domain structure -- magnetization process -- reptation phenomenon -- magnetic properties evolution