Detailed Low-Field Magnetic Properties of Rare-Earth Ion States in Cubic Crystal Fields

Abstract

The effect of a cubic crystal field on rare-earth ions is calculated and presented in a graphical form representing the individual magnetic moment and Van Vleck susceptibility of the lowest-lying sub-state, for J = 3.5; 4; 4.5; 6; 7.5; 8. This is a practical guide for analyzing the moderate-field part of the magnetization. The results are given for the three principal directions. In order to analyze susceptibility measurements, the calculated Curie constant (or the Van Vleck susceptibility) of the fundamental multiplet is also represented. L'effet d'un champ cristallin cubique sur les ions des terres rares est calcule, et les resultats sont donnes sous forme graphique representant le moment magnetique et la susceptibilite de Van Vleck individuels du sous-etat le plus bas, pour les valeurs de J correspondantes: 3,5; 4; 4,5; 6; 7,5; 8. Ces courbes ont une utilite pratique pour l'analyse des courbes d'aimantation dans des champs moderes. Les resultats sont donnes pour les trois directions principales. Dans le but d'exploiter les mesures de susceptibilite, la constante de Curie (ou la susceptibilite de Van Vleck) du multiplet fondamental est aussi representee.