Роль дефектности структуры в формировании магнитотранспортных свойств редкоземельных манганитов со структурой перовскита
Пащенко А.В., Пащенко В.П., Прокопенко В.К., Турченко В.А., Ревенко Ю.Ф., Мазур А.С., Сычева В.Я., Леденев Н.А., Пицюга В.Г., Левченко Г.Г.

Received: April 2, 2016

DOI: 10.7868/S0044451016120000

PDF (2921.6K)

Рентгеноструктурным, термогравиметрическим, резистивным, магнитным, ЯМР ⁵⁵Mn, магниторезистивным и СЭМ-методами исследованы структура, ее дефектность, магниторезонансные, магнитотранспортные и микроструктурные свойства редкоземельных манганитоперовскитов La_0.3Ln_0.3Sr_0.3Mn_1.1O_3-δ . Установлено, что при изовалентном замещении Ln = La³⁺, Pr³⁺, Nd³⁺, Sm³⁺, Eu³⁺ с уменьшением ионного радиуса A-катиона происходят повышение дефектности структуры и изменение симметрии ромбоэдрически искаженной перовскитовой структуры на ее псевдокубический тип. Определены дефектные молярные формулы реальной перовскитовой структуры, которая содержит анионные и катионные вакансии. Понижение температур фазовых переходов металл-полупроводник T_ms и ферромагнетик-парамагнетик T_C, а также увеличение удельного сопротивления ρ и энергии активации E_a с ростом порядкового номера Ln вызвано повышением концентрации точечных дефектов вакансионного типа, ослабляющих двойной обмен 3d⁴( Mn³⁺)\T2A\textendash 2p⁶( О^2-)\T2A\textendash 3d³( Mn⁴⁺)-V^(a) -3d⁴( Mn³⁺). Кристаллическая структура составов с Ln = La содержит наноструктурные плоскостные кластеры, что является причиной появления аномального магнитного гистерезиса при температуре T=77 K. Широкие асимметричные спектры ЯМР ⁵⁵Mn подтверждают высокочастотный электронный двойной обмен Mn³⁺(3d⁴)\leftrightarrow O^2-(2p⁶)\leftrightarrow Mn⁴⁺(3d³) и свидетельствуют о неоднородности окружения марганца другими ионами и вакансиями. Установлена корреляция между магниторезистивным эффектом туннельного типа и размерами кристаллитов. Построенная экспериментальная фазовая диаграмма «состав-дефектность структуры-свойства» подтверждает вывод о сильном влиянии дефектности структуры на формирование магнитных, магнитотрантспортных и магниторезистивных свойств редкоземельных манганитоперовскитов.