Rev. Phys. Appl. (Paris) 18, 365-411 (1983)
DOI: 10.1051/rphysap:01983001807036500

Introduction à la relaxation électronique dans les solides : mécanismes et techniques de mesure

P. Bonville

SPSRM, CEN-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

Abstract
The fluctuations of electronic magnetic moments in solids may be investigated by several techniques, either electronic or nuclear. This paper is an introduction to the most frequently encountered paramagnetic relaxation mechanisms (phonons, conduction electrons, exchange or dipolar interactions) in condensed matter, and to the different techniques used for measuring relaxation frequencies : electronic paramagnetic resonance, nuclear magnetic resonance, Mössbauer spectroscopy, inelastic neutron scattering, measurement of longitudinal ac susceptibility and γ-γ perturbed angular correlations. We mainly focus our attention on individual ionic fluctuation spectra, the majority of the experimental work refered to concerning rare earth systems.

Résumé
Les fluctuations des moments magnétiques électroniques dans les solides peuvent être étudiées par plusieurs techniques, électroniques ou nucléaires. Cet article est une introduction aux mécanismes de relaxation paramagnétique les plus fréquemment rencontrés (phonons, électrons de conduction, interactions d'échange ou dipolaires) dans la matière condensée, et aux différentes techniques de mesure des fréquences de relaxation : résonance paramagnétique électronique, résonance nucléaire, spectroscopie Mössbauer, diffusion inélastique des neutrons, mesures de susceptibilité alternative longitudinale et corrélations angulaires perturbées γ-γ. Nous portons principalement notre attention dans cet article sur les spectres des fluctuations individuelles des ions, et les exemples sont extraits en majorité de travaux expérimentaux sur les terres rares.

PACS
7620 - General theory of magnetic resonances and relaxation.
7630 - Electron paramagnetic resonance and relaxation condensed matter.
7660 - Nuclear magnetic resonance and relaxation condensed matter.
7680 - Mossbauer effect: other gamma ray spectroscopy in condensed matter.

Key words
exchange interactions electron -- gamma ray spectra of liquids and solids -- magnetic relaxation -- magnetic susceptibility -- Mossbauer effect -- neutron diffraction examination of materials -- nuclear magnetic resonance -- paramagnetic resonance -- electronic magnetic moment fluctuation -- exchange interactions -- solids -- paramagnetic relaxation mechanisms -- phonons -- conduction electrons -- dipolar interactions -- electronic paramagnetic resonance -- Mossbauer spectroscopy -- inelastic neutron scattering -- longitudinal AC susceptibility -- gamma gamma perturbed angular correlations -- ionic fluctuation spectra -- rare earth systems