ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА МАГНИТНО-ДВУХФАЗНОГО СОСТОЯНИЯ В ТОНКИХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНКАХ Re_0.6Ba_0.4MnO₃ (Re = La, Pr, Nd, Gd)
Горбенко О.Ю., Демин Р.В., Кауль А.Р., Королева Л.И., Шимчак Р., Шимчак Г., Баран М.

Поступила в редакцию: 9 Октября 2003

PACS: 75.50.Pp, 72.20.My

DJVU (113.6K)

PDF (409.4K)

Получены и исследованы тонкие эпитаксиальные пленки Re_0.6Ba_0.4MnO₃ (Re = La, Pr, Nd, Gd) на монокристаллических подложках (001) SrTiO₃ и (001) ZrO₂(Y₂O₃). Все пленки обладают кубической структурой перовскита, за исключением пленки Re = La, у которой наблюдалось ромбоэдрическое искажение перовскитной структуры. Получены следующие экспериментальные свидетельства магнитно-двухфазного ферро- и антиферромагнитного состояний в указанных пленках: изотермы намагниченности M(H) представляют собой суперпозицию линейной по полю намагниченности, характерной для антиферромагнетика, и небольшой спонтанной намагниченности; магнитный момент на формульную единицу сильно занижен по сравнению с ожидаемым при полном ферромагнитном или ферримагнитном упорядочении; обнаружено различие между намагниченностями образца, охлажденного в магнитном поле (FC-образец) и без поля (ZFC-образец), которое сохраняется вплоть до максимальных полей измерения 50 кЭ; зависимость M(T) в сильных магнитных полях близка к линейной, а для состава с Gd подчиняется функции Ланжевена для суперпарамагнетиков с моментом кластера 22μ_B; петли гистерезиса FC-образцов смещены по оси полей. Из этого смещения оценен обменный интеграл |J| = 10^-6 эВ, описывающий связь Mn-O-Mn через поверхность раздела ферро- и антиферромагнитных фаз. Он оказался на 2 порядка меньше, чем отрицательный обменный интеграл между ферромагнитными слоями в ReMnO₃, что делает присутствие переходного слоя на указанной границе маловероятным. Кривые температурной зависимости электросопротивления и магнитосопротивления обнаруживают максимум вблизи точки Кюри T_C, и в максимуме магнитосопротивление достигает колоссальной величины; это указывает на то, что магнитно-двухфазное состояние в них вызвано сильным s-d-обменом.