Journal of Experimental and Theoretical Physics

HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP

Journal Issues

Manuscript Submission

Guidelines for Authors

Manuscript Status

Contacts

ZhETF, Vol. 130, No. 3, p. 457 (September 2006)
(English translation - JETP, Vol. 103, No. 3, p. 398, September 2006 available online at www.springer.com )

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА Ba-УПОРЯДОЧЕННЫХ МАНГАНИТОВ Ln_0.70Ba_0.30MnO_3-\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.

Received: March 31, 2006

PACS: 61.10.Nz, 61.72.Mm, 72.80.Ga, 74.62.Bf, 75.30.Et

DJVU (431.2K) PDF (1409.6K)

Выполнено экспериментальное исследование структуры и магнитных свойств Ba-упорядоченного состояния в твердых растворах манганитов Ln_0.70Ba_0.30MnO_3-δ (Ln = Pr, Nd) с соотношением катионов Ln³⁺/Ba $^{2+}\gg 1$ . Исследованные образцы были получены методом двухступенчатого синтеза. Исходные стехиометрические Ba-разупорядоченные твердые растворы Ln_0.70Ba_0.30MnO₃, синтезированные на воздухе по обычной керамической технологии, характеризуются орторомбической (Imma, Z=4) перовскитоподобной элементарной ячейкой и являются ферромагнетиками с температурами Кюри $T_C\approx 173$ K и $T_C\approx 143$ K соответственно для Pr и Nd. Средний размер кристаллита исходных образцов составляет $\langle D \rangle=5$ 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 ( $P\overline{3}m1$ , Z=1) и (3) MnO ( $Fm\overline{3} m$ , Z=2). Восстановление ведет к образованию нанокомпозита со средним размером кристаллита $\langle D \rangle=100$ нм. Анион-дефицитные Ba-упорядоченные фазы LnBaMn₂O₅ демонстрируют ферримагнитные свойства с температурами Нееля $T_N\approx 113$ K и $T_N\approx 123$ 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 $T_C\approx 313$ K (Pr) и $T_C\approx 303$ K (Nd) и (2) Ba-разупорядоченной сверхстехиометрической Ln_0.90Ba_0.10MnO_3+δ, которая описывается орторомбической (Imma, Z=4) элементарной ячейкой и имеет $T_C\approx 138$ K (Pr) и $T_C\approx 123$ K (Nd). Две магнитные фазы Ba-упорядоченного нанокомпозита являются обменно-связанными. Для низкотемпературной магнитной фазы обнаружен температурный гистерезис при $\Delta T\approx 22$ К в поле 10 Э и $\Delta T\approx 5$ 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.

Report problems