Зондовое мессбауэровское исследование магнитоупорядоченного манганита ScMn0.99657Fe0.004O3

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Впервые проведено исследование магнитных сверхтонких взаимодействий зондовых мессбауэровских ядер 57Fe, введенных в решетку манганита ScMnO3 с гексагональной кристаллической решеткой. На основании полученных данных определены валентное состояние зондовых атомов железа, их локальное кристаллическое окружение и ориентация магнитных катионов Fe3+ в структуре ScMn0.99657Fe0.004O3 в магнитоупорядоченном состоянии при T < TN. В рамках стохастической релаксационной модели проведен анализ температурной зависимости зеемановской структуры спектров 57Fe, на основании которого получены новые данные о фрустрированных обменных взаимодействиях Fe−O−Mn. Определены критические индексы степенной зависимости сверхтонкого магнитного поля Hhf(T) на ядрах 57Fe, свидетельствующие о пониженной размерности магнитной подсистемы магнитоупорядоченного манганита ScMn0.99657Fe0.004O3.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Я. С. Соболева

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: janglaz@bk.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 199991

С. Шандалова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: janglaz@bk.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 199991

А. В. Соболев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Shenzhen MSU-BIT University

Email: janglaz@bk.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 199991; China, 518115, Guangdong province, Shenzhen, International University Park Road, 1

И. А. Пресняков

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Shenzhen MSU-BIT University

Email: janglaz@bk.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 199991; China, 518115, Guangdong province, Shenzhen, International University Park Road, 1

Список литературы

  1. Koehler W.C., Yakel H.L., Wollan E.O., Cable J.W. A Note on the Magnetic Structures of Rare Earth Manganese Oxides // Phys. Lett. 1964. V. 9. № 2. P. 93−95.
  2. Wood V.E., Austin A.E., Collings E.W., Brog K.C. Magnetic Properties of Heavy-Rare-Earth Orthomanganites // Phys. Chem. Solids. 1973. V. 34. № 5. P. 859−868.
  3. Fiebig M., Frohlich D., Lottermoser T., Pisarev R.V. Photoinduced Instability of the Magnetic Structure of Hexagonal ScMnO 3 // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. P. 224421.
  4. Munoz A., Alonso J.A., Matinez-Lope M.J. et al. Magnetic Structure of Hexagonal RMnO 3 (R = Y, Sc): Thermal Evolution from Neutron Powder Diffraction Data // Phys. Rew. B. 2000. V. 62. № 14. P. 9498−9510.
  5. Lorenz B. Hexagonal Manganites — ( RMnO 3 ): Class (I) Multiferroics with Strong Coupling of Magnetism and Ferroelectricity // ISRN. Condens. Matter Phys. 2013. V. 2013. P. 497073.
  6. Uusi-Esko K., Malm J., Imamura N. et al. Characterization of RMnO 3 (R = Sc, Y, Dy-Lu): High-Pressure Synthesized Metastable Perovskites and Their Hexagonal Precursor Phases // Mater. Chem. Phys. 2008. V. 112. P. 1029–1034.
  7. Соболев А.В., Шандалова С., Смирнова М.Н. и др. Структура локального окружения и сверхтонкие взаимодействия зондовых ядер F 57 e в AMnO 3 (A = Sc, In) // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 10. С. 1364–1372. https://doi.org/10.31857/S0044457X23600779
  8. Глазкова Я.С., Белик А.А., Соболев А.В., Пресняков И.А. Исследование особенностей локальной кристаллографической структуры мультиферроика BiMnO 3 методами зондовой мессбауэровской спектроскопии на ядрах F 57 e // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. № 5. С. 546–550. https://doi.org/10.7868/S0002337X16050055
  9. Chen H., Yu T., Gao P. et al. Synthesis and Structure of Perovskite ScMnO 3 // Inorg. Chem. 2013. V. 52. № 16. P. 9692−9697.
  10. Petricek V., Dusek M., Palatinus L. Crystallographic Computing System JANA2006: General features // Z. Crystallogr. 2014. V. 229. № 5. P. 345−352.
  11. Matsnev M.E., Rusakov V.S. SpectrRelax: An Application for Mössbauer Spectra Modeling and Fitting // AIP Conf. Proc. 2012. V. 1489. P. 178−185.
  12. Berdonosov P.S., Kuznetsova E.S., Dolgikh V.A. et al. Crystal Structure, Physical Properties, and Electronic and Magnetic Structure of the Spin S = 5/2 Zigzag Chain Compound Bi 2 Fe(SeO 3 ) 2 OCl 3 // Inorg. Chem. 2014. V. 53. № 11. P. 5830−5838. https://doi.org/10.1021/ic500706f
  13. Sobolev A., Rusakov V., Moskvin A. et al. F 57 e Mössbauer Study of Unusual Magnetic Structure of Multiferroic 3R- AgFeO 2 // J. Phys. Condens. Matter. 2017. V. 29. № 27. P. 275803.
  14. Nawa K., Avdeev M., Berdonosov P. et al. Magnetic Structure Study of the Sawtooth Chain Antiferromagnet Fe2Se2O7 // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 24049.
  15. Belik A.A., Dönni A., Tanaka M. et al. Different Magnetic and Magnetodielectric Behavior of BaRFeO 4 Ferrites with R = Ho, Er, Tm, and Yb // J. Alloys Compd. 2022. V. 922. P. 166297.
  16. Bhargava S.C., Knudsen J.E., Mørup S. Mössbauer Study of Spin-Spin Relaxation of Fe 3+ Ions in the Presence of Other Paramagnetic Ions // J. Phys. Chem. Solids. 1979. V. 40. P. 45−53.
  17. Keller H., Savic I.M. Mössbauer Studies of the Static and Dynamic Critical Behavior of the Layered Antiferromagnets RbFeF 4 and KFeF 4 // Phys. Rev. B. 1983. V. 28. № 5. P. 2638−2652.
  18. Petrenko O.A., Lees M.R., Balakrishnan G. et al. Revised Magnetic Properties of CuFeO 2 — a Case of Mistaken Identity // J. Phys.: Condens. Matter. 2005. V. 17. P. 2741−2747.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фрагмент кристаллической структуры гексагонального манганита ScMnO3, чередование слоев из тригональных бипирамид Mn3+O5 и катионов Sc3+ в элементарной ячейке (а); cхематическое изображение локальной структуры тригональной бипирамиды, где показаны направления сверхтонкого магнитного поля Hhf и магнитного момента µFe на ядрах 57Fe, а также основной компоненты VZZ тензора градиента электрического поля (б).

Скачать (44KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Мессбауэровский спектр ядер 57Fe в манганите ScMn0.99657Fe0.004O3 при 298 К.

Скачать (15KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Мессбауэровские спектры ядер 57Fe в манганите ScMn0.99657Fe0.004O3 в диапазоне температур магнитного упорядочения T < TN.

Скачать (89KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Температурная зависимость сверхтонкого магнитного поля Hhf в мессбауэровских спектрах ScMn0.99657Fe0.004O3.

Скачать (11KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024