ВЛИЯНИЕ ИЗОТОПИЧЕСКОГО СОСТАВА И МИКРОСТРУКТУРЫ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ И МАГНИТНОЕ ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ В R_0.5Sr_0.5MnO₃
Балагуров А.М., Бобриков И.А., Помякушин В.Ю., Шепятков Д.В., Бабушкина Н.А., Горбенко О.Ю., Картавцева М.С., Кауль А.Р.

Received: July 20, 2007

PACS: 61.05.fm, 75.30.-m

DJVU (254.9K)

PDF (1178K)

Представлены результаты структурных нейтронных экспериментов по определению кристаллических и магнитных фазовых состояний перовскитоподобных манганитов Re_0.5Sr_0.5MnO₃ (Re = ¹⁵²Sm, Nd_0.772Tb_0.228, Nd_0.544Tb_0.456). Эксперименты выполнены для выявления микроскопических причин гигантского кислородного изотопического эффекта, открытого недавно в Sm_1-xSr_xMnO₃ для . Показано, что при низких температурах во всех изученных составах происходит расслоение на две кристаллические фазы P₁ и P₂, которые имеют одинаковую пространственную симметрию, но различающиеся типы ян-теллеровских искажений октаэдров MnO₆ и магнитного упорядочения атомов Mn. Успеху структурного анализа способствовали необычно большие различия в параметрах элементарных ячеек сосуществующих фаз. Фаза P₁ ферромагнитна и MnO₆-октаэдры лишь слегка искажены. Фаза P₂ антиферромагнитна (A-тип упорядочения), в ней MnO₆-октаэдры сильно сжаты в апикальном направлении. Относительные объемы, занимаемые фазами P₁ и P₂ в кристалле, зависят от среднего радиуса A-катиона и при замещении ¹⁶O на ¹⁸O перераспределяются в пользу фазы P₂. Полученные данные однозначно свидетельствуют о перколяционной природе перехода металл-изолятор в соединении с Sm при кислородном изотопическом замещении, вследствие резкого (с 65 % до 13 %) уменьшения доли ферромагнитной фазы P₁. Величина упорядоченного магнитного момента Mn в фазах P₁ и P₂ изменяется от 1.7μ_B до 3.5μ_B во всех изученных составах. Данные об эволюции микроструктурных характеристик при фазовом переходе в расслоенное состояние свидетельствуют о том, что как исходный разброс в радиусах A-катионов, так и внутренние микронапряжения оказывают критическое влияние на формирование мезоскопического фазового расслоения.