Numéro
J. Physique Lett.
Volume 43, Numéro 22, novembre 1982
Page(s) 793 - 799
DOI https://doi.org/10.1051/jphyslet:019820043022079300
J. Physique Lett. 43, 793-799 (1982)
DOI: 10.1051/jphyslet:019820043022079300

Orientational ordering in a dilute system of classical interacting quadrupoles : (N2-Ar) solid mixtures

D. Estève, N.S. Sullivan et M. Devoret

DPh-G/PSRM, CEN-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France


Abstract
We present an NMR study of a (N2-Ar) solid mixture (X N2 = 0.67) in which the N2 molecules can be considered as almost classical rotators randomly distributed on an h.c.p. lattice. The orientational ordering of the molecules due to their short range highly anisotropic quadrupolequadrupole interactions presents an original case study of the combined effects of frustration and disorder. At low temperatures the NMR results show that the N2 molecules adopt random frozen-in orientations for which any residual motion occurs at frequencies less than 10-2 Hz. This regime, called an orientational glass, grows continuously on cooling without any detectable transition but it is nevertheless believed to result from a highly cooperative phenomenon.


Résumé
Nous présentons une étude RMN d'un mélange solide (N2-Ar) pour XN2 = 0,67. Dans ce système, les molécules d'azote peuvent être considérées comme des rotateurs classiques répartis au hasard sur un réseau hexagonal compact et couplés par des interactions anisotropes, de courte portée, du type quadrupôle-quadrupôle. L'étude RMN de l'ordre onentationnel dans ce système, qui combine de façon originale la frustration et le désordre, montre qu'à basse température les molécules d'azote adoptent des orientations aléatoires essentiellement fixes dans le temps, tout mouvement de réorientation s'effectuant à des fréquences inférieures à 10-2 Hz Ce régime, dit de verre orientationnel, s'installe progressivement lorsque la température diminue sans qu'une transition soit détectée. On pense cependant qu'il s'agit là d'un phénomène très coopératif.

PACS
6150 - Crystalline state.
7660 - Nuclear magnetic resonance and relaxation condensed matter.

Key words
argon -- molecular orientation -- nitrogen -- nuclear magnetic resonance -- classical interacting quadrupoles -- NMR -- N sub 2 Ar solid mixture -- classical rotators -- anisotropic quadrupole quadrupole interactions -- frozen in orientations -- residual motion -- orientational glass