ЖЭТФ, Том 130,
Вып. 3,
стр. 457 (Сентябрь 2006)
(Английский перевод - JETP,
Vol. 103, No 3,
p. 398,
September 2006
доступен on-line на www.springer.com
)
КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА Ba-УПОРЯДОЧЕННЫХ МАНГАНИТОВ Ln0.70Ba0.30MnO3-\delta (Ln = Pr, Nd)
Труханов С.В., Хомченко В.А., Лобановский Л.С., Бушинский М.В., Карпинский Д.В., Федотова В.В., Троянчук И.О., Труханов А.В., Степин С.Г., Szymczak R., Botez C.E., Adair A.
Поступила в редакцию: 31 Марта 2006
PACS: 61.10.Nz, 61.72.Mm, 72.80.Ga, 74.62.Bf, 75.30.Et
Выполнено экспериментальное исследование структуры и магнитных свойств Ba-упорядоченного состояния в твердых растворах манганитов Ln0.70Ba0.30MnO3-δ (Ln = Pr, Nd) с соотношением катионов Ln3+/Ba. Исследованные образцы были получены методом двухступенчатого синтеза. Исходные стехиометрические Ba-разупорядоченные твердые растворы Ln0.70Ba0.30MnO3, синтезированные на воздухе по обычной керамической технологии, характеризуются орторомбической (Imma, Z=4) перовскитоподобной элементарной ячейкой и являются ферромагнетиками с температурами Кюри K и K соответственно для Pr и Nd. Средний размер кристаллита исходных образцов составляет мкм. Установлено, что отжиг исходных образцов в вакууме P[O2]=10-4 Па приводит к их распаду на три фазы: (1) анион-дефицитной Ba-упорядоченной LnBaMn2O5, описываемой тетрагональной (P4/mmm, Z=2) перовскитоподобной элементарной ячейкой, а также (2) Ln2O3 (, Z=1) и (3) MnO (, Z=2). Восстановление ведет к образованию нанокомпозита со средним размером кристаллита нм. Анион-дефицитные Ba-упорядоченные фазы LnBaMn2O5 демонстрируют ферримагнитные свойства с температурами Нееля K и K соответственно для Pr и Nd. Отжиг анион-дефицитных образцов на воздухе при умеренной температуре T=800 не изменяет среднего размера нанокристаллита, зато значительно изменяет их фазовый состав. Стехиометрические нанокомпозиты состоят уже из двух перовскитоподобных фаз: (1) Ba-упорядоченной стехиометрической LnBaMn2O6, которая описывается тетрагональной (P4/mmm, Z=2) элементарной ячейкой и имеет K (Pr) и K (Nd) и (2) Ba-разупорядоченной сверхстехиометрической Ln0.90Ba0.10MnO3+δ, которая описывается орторомбической (Imma, Z=4) элементарной ячейкой и имеет K (Pr) и K (Nd). Две магнитные фазы Ba-упорядоченного нанокомпозита являются обменно-связанными. Для низкотемпературной магнитной фазы обнаружен температурный гистерезис при К в поле 10 Э и К в поле 1 кЭ. Показано, что с помощью особенностей технологической обработки можно получать состояния с различной степенью упорядочения катионов в A-подрешетке. Значительные изменения магнитных свойств Ba-упорядоченных нанокомпозитов объясняются на основании химического фазового расслоения с учетом эффекта сжатия, которое является следствием действия химического (катионное упорядочение) и внешнего (поверхностное натяжение) давлений.
|
|