Структура и магнитные свойства манганитов Eu1-xSrxMnO3 (x = 0.0, 0.25)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами рентгеновской дифракции, термического анализа и магнитометрии исследованы манганиты Eu1-xSrxMnO3 (х = 0.0 0.25). При комнатной температуре они имеют перовскитоподобную структуру, описываемую пр. гр. Pbnm. Частичное гетеровалентное замещение катионов Eu3+ на Sr2+ приводит к снижению ян-теллеровского (Я-Т) искажения кристаллической структуры манганитов за счет уменьшения количества ионов Mn3+, участвующих в механизме искажения. При повышении температуры манганиты европия демонстрируют переход из упорядоченного состояния в неупорядоченное (Я-Т-переход), причем замещение 25% катионов европия стронцием снижает температуру структурного Я-Т-перехода более чем в 4 раза. Исследованные манганиты проявляют магнитный переход парамагнетик–антиферромагнетик с характерной температурой Нееля (ТN). Замещение 25% катионов Eu на Sr приводит к повышению ТN с 49 К при х=0.0 до 65 К.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. М. Федорова

Институт металлургии УрО Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fom55@mail.ru
Россия, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

Л. Б. Ведмидь

Институт металлургии УрО Российской академии наук; Уральский федеральный университет

Email: fom55@mail.ru
Россия, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101; 620002 Екатеринбург, ул. Мира, 19

С. А. Упоров

Институт металлургии УрО Российской академии наук

Email: fom55@mail.ru
Россия, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

Список литературы

  1. Sakthipandi К., Hossain А., Rajkumar G. Structure–Property Relations in Rare-Earth Doped Manganite Perovskites // Mater. Res. Found. 2019. V. 57. P. 149-174. https://doi.org/10.21741/9781644900390-7
  2. Troyanchuk I.O., Samsonenko N.V., Kasper N. V., Szymczak H., Nabialek A. Magnetic and Transport Properties of EuMnO3+x Substituted by Ca, Sr and Cr Ions // Phys. Status Solidi A. 1997. V. 160. P. 195-203. https://doi.org/10.1002/1521-396X(199703)160:1 <195::AID-PSSA195>3.0.CO;2-M
  3. Федорова О.М., Ведмидь Л.Б., Балакирева В.Б., Воротников В.А., Балакирев В.Ф. Влияние концентрации бария на структурные свойства и электропроводность твердых растворов Pr1-xBaxMnO3 (x=0, 0.15, 0.25) // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 4. С. 412-418. https://doi.org/10.31857/S0002337X221040047
  4. Константинова Е.И., Литвинов В.А., Рыжков М.А., Коряков А.Д., Леонидов И.А. Термоэлектрические свойства манганитов Ca0.5-xSr0.5LuxMnO3-Δ // Неорган.материалы. 2023. Т. 59. № 12. С. 1365-1371. https://doi.org/10.31857/S0002337X23120059
  5. Li Z., Li M., Zhu Z. Perovskite Catode Materials for Low-temperature Solid Oxide Fuel Cells: Fundamentals to Optimization // Electrochem. Energy Rev. 2021. V. 5. № 2. P. 263-311. https://doi.org/10.1007/s41918-021-00098-3
  6. Ran R., Wu X., Quan C., Weng D. Effect of Strontium and Cerium Doping on the Structural and Catalytic Properties of PrMnO3 Oxides // Solid State Ionics. 2005. V. 176. № 9–10. P. 965-971. http://doi.org/10.1016/j.ssi.2004.11.018
  7. Goto T., Kimura T., Lawes G., Ramirez A.P., Tokura Y. Ferroelectricity and Giant Magnetocapacitance in Perovskite Rare-Earth Manganites // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. № 25. P. 257201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92.257201
  8. Maris G., Volotchaev V., Palstra T. T M. Effect of Ionic Size on the Orbital Ordering Transition in RMnO3-d // New J. Phys. 2004. V. 6. Р.153. https://doi.org/10.1088/1367-2630/6/1/153
  9. Knizek K., Jirak Z., Pollert E., Zounova F., Vraislav S. Structure and Magnetic Properties of Pr1-xSrxMnO3 Perovskites // J. Solid State Chem. 1992. V. 100. P. 292–306. https://doi.org/10.1016/0022-4596(92)90103-3
  10. Karmakar S., Majumdar S., Giri T. Tuning A-site Ionic Size in R0.5Ca0.5MnO3 (R= Pr, Nd and Sm): Robust Modulation in dc- and ac- Transport Behavior // J. Phys.: Condens. Matter. 2011. V. 23. P. 495902. https://doi.org/10.1088/0953-8984/23/49/495902
  11. Nagaraja B.S., Rao A., Okram G.S. Structural, Electrical, Magnetic and Thermal Studies on Eu1-x SrxMnO3 // J. Alloys Compd. 2016. V. 683. P. 308-317. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.05.098
  12. Tadokoro Y., Shan Y-J., Nakamura T., Nakamura S. Crystal Structure and Characterizations of Perovskite Oxides (Eu1-х Srх)MnO3 (0.0≤x≤0.5) // Solid State Ionics. 1998. V. 108. P. 261–267.
  13. Wang J. Z., Sun J. R., Liu G. J., Xie Y. W., Wang D. J., Zhao T. Y., Shen B.G. Magnetic, Electronic and Thermal Transport Properties of Eu0.55Sr0.45MnO3 // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. P. 104428. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.104428
  14. Alonso J.A., Martinez-Lope M.J., Casais M.T., Fernandez-Diaz M.T. Evolution of the Jahn-Teller Distortion of MnO6 Octahedra in RMnO3 Pperovskites (R = Pr, Nd, Dy, Tb, Ho, Er, Y): a Neutron Diffraction Study // Оrg. Chem. 2000. V. 39. P. 917-923. https://doi.org/10.1021/ic990921e
  15. Toby B.H. EXPGUI, a Graphical User Interface for GSAS // J. Appl. Crystallogr. 2001. V. 34. P. 210-213.
  16. Vedmid’ L.B., Fedorova O.M., Kozhina G.A., Uporov S.A. Influence of Strontium Concentration on Structure and Magnetic Properties of Solid Solution Nd1-xSrxMnO3 (x=0; 0.15; 0.25; 0.50) // J. Solid State Chem. 2022. V. 312. Р. 123244. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2022.123244
  17. Mihalik M., Csach K., Kave V. Cooperative Jahn-Teller Effect in NdMn1-xFexO3-d (0≤x≤ 0.2)// J. Alloys Compd. 2021. V. 857. Р. 157612. http://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157612
  18. Mukovskii Y. M., Hilscher G., Michora H., Ionov A. M. Magnetic Properties, Resistivity and Heat Capacity of EuMnO3 and Eu0.7A0.3MnO3 (A=Ca, Sr) Compounds // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. № 1. Р. 7163-7165. http://dx.doi.org/10.1063/1.367628
  19. Cherepanova L. A., Estemirova S. Kh., Mitrofanov V. Ya., Uporov S. A. Cationic Nonstoichiometry, Crystal Structure, and Magnetic Properties of Eu1–x Mn1+ xO3 // J. Supercond. Nov. Magn. 2022. V. 35. P. 3301–3307. https://doi.org/10.1007/s10948-022-06415-1

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дифрактограммы манганитов EuMnO3 (а) и Eu0.75Sr0.25MnO3 (б).

Скачать (113KB)
Метаданные
3. Рис. 2. TГ- и ДСК-кривые манганитов европия Eu1-xSrxMnO3.

Скачать (131KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Tемпературные зависимости параметров элементарной ячейки образцов Eu1-xSrxMnO3 с х = 0.0 (а), 0.25 (б); Т* – температура начала орбитального упорядочения, TJT – температура Я-Т -перехода.

Скачать (153KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Температурные зависимости намагничивания (m) и обратной магнитной восприимчивости (c-1) манганитов европия EuMnO3 (а) и Eu0.75Sr0.25MnO3 (б).

Скачать (111KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изотермические зависимости намагниченности манганитов европия EuMnO3 (а) и Eu0.75Sr0.25MnO3 (б) при Т=4К.

Скачать (80KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Температурные зависимости намагничивания (m) и обратной магнитной восприимчивости (c–1) манганита европия Eu0.98Mn1.02O3.

Скачать (76KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024