Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4)

Исследованы кристаллическая структура, намагниченность и магниторезистивный эффект в керамических образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃, отожженных при 1150 и 1500°С. Показано, что дополнительный отжиг при температуре 1500°С приводит к значительным изменениям намагни ченности и возрастанию магниторезистив...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2003
Hauptverfasser:	Довгий, В.Т., Линник, А.И., Пащенко, В.П., Деркаченко, В.Н., Прокопенко, В.К., Турченко, В.А., Давыдейко, Н.В., Сычева, В.Я., Дьяконов, В.П., Климов, А.В., Шимчак, Г.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2003
Schriftenreihe:	Физика низких температур
Schlagworte:	Низкотемпеpатуpный магнетизм
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128832
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4) / В.Т. Довгий, А.И. Линник, В.П. Пащенко, В.Н. Деркаченко, В.К. Прокопенко, В.А. Турченко, Н.В. Давыдейко, В.Я. Сычева, В.П. Дьяконов, А.В. Климов, Г. Шимчак // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 4. — С. 380-386. — Бібліогр.: 28 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-128832
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1288322018-01-15T03:02:52Z Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4) Довгий, В.Т. Линник, А.И. Пащенко, В.П. Деркаченко, В.Н. Прокопенко, В.К. Турченко, В.А. Давыдейко, Н.В. Сычева, В.Я. Дьяконов, В.П. Климов, А.В. Шимчак, Г. Низкотемпеpатуpный магнетизм Исследованы кристаллическая структура, намагниченность и магниторезистивный эффект в керамических образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃, отожженных при 1150 и 1500°С. Показано, что дополнительный отжиг при температуре 1500°С приводит к значительным изменениям намагни ченности и возрастанию магниторезистивного эффекта в 2-3 раза в зависимости от х. Обнаружен "аномальный" магнитный гистерезис на начальных участках кривых намагничивания как в керамических, так и в пленочных образцах, напыленных лазерным методом. Установлено, что величина "аномального" магнитного гистерезиса зависит от состава (х) образцов и температуры их отжига. Предложен механизм возникновения "аномального" гистерезиса, обусловленный наличием и взаимодействием ферромагнитной и антиферромагнитной фаз. A study is made of the external structure, magnetization, and magnetoresistive effect in ceramic samples of (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ annealed at 1150 and 1500°C . It is shown that the additional annealing at 1500°C leads to significant changes in the magnetization and increases the magnetoresistive effect by a factor of 2–3, depending on x. An “anomalous” magnetic hysteresis is observed on the initial parts of the magnetization curves in both ceramic and laser-deposited film samples. It is found that the value of the “anomalous” magnetic hysteresis depends on the composition of the samples (on x) and their annealing temperature. A mechanism for the appearance of the “anomalous” hysteresis is proposed, involving the presence and interaction of ferromagnetic and antiferromagnetic phases. Досліджено кристалічну структуру, намагніченість і магніторезистивний ефект у керамічних зразках (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃, відпалених при 1150 та 1500°С. Показано, що додатковий відпал при температурі 1500°С приводить до значних змін намагніченості і зростання магніторезистивного ефекту в 2-3 рази в залежності від х. Виявлено «аномальний» магнітний гістерезис на початкових ділянках кривих намагнічування як у керамічних, так і в плівкових зразках, що напилено лазерним методом. Встановлено, що величина «аномального» агнітного гістерезису залежить від складу (x) зразків і температури їхнього відпалу. Запропоновано механізм виникнення «аномального» гістерезису, обумовлений наявністю і взаємодією феромагнітної та антиферомагнітної фаз. 2003 Article Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4) / В.Т. Довгий, А.И. Линник, В.П. Пащенко, В.Н. Деркаченко, В.К. Прокопенко, В.А. Турченко, Н.В. Давыдейко, В.Я. Сычева, В.П. Дьяконов, А.В. Климов, Г. Шимчак // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 4. — С. 380-386. — Бібліогр.: 28 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 72.15.Gd, 72.60.+g, 75.50.-y, 75.60.-d http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128832 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Низкотемпеpатуpный магнетизм Низкотемпеpатуpный магнетизм
spellingShingle	Низкотемпеpатуpный магнетизм Низкотемпеpатуpный магнетизм Довгий, В.Т. Линник, А.И. Пащенко, В.П. Деркаченко, В.Н. Прокопенко, В.К. Турченко, В.А. Давыдейко, Н.В. Сычева, В.Я. Дьяконов, В.П. Климов, А.В. Шимчак, Г. Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4) Физика низких температур
description	Исследованы кристаллическая структура, намагниченность и магниторезистивный эффект в керамических образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃, отожженных при 1150 и 1500°С. Показано, что дополнительный отжиг при температуре 1500°С приводит к значительным изменениям намагни ченности и возрастанию магниторезистивного эффекта в 2-3 раза в зависимости от х. Обнаружен "аномальный" магнитный гистерезис на начальных участках кривых намагничивания как в керамических, так и в пленочных образцах, напыленных лазерным методом. Установлено, что величина "аномального" магнитного гистерезиса зависит от состава (х) образцов и температуры их отжига. Предложен механизм возникновения "аномального" гистерезиса, обусловленный наличием и взаимодействием ферромагнитной и антиферромагнитной фаз.
format	Article
author	Довгий, В.Т. Линник, А.И. Пащенко, В.П. Деркаченко, В.Н. Прокопенко, В.К. Турченко, В.А. Давыдейко, Н.В. Сычева, В.Я. Дьяконов, В.П. Климов, А.В. Шимчак, Г.
author_facet	Довгий, В.Т. Линник, А.И. Пащенко, В.П. Деркаченко, В.Н. Прокопенко, В.К. Турченко, В.А. Давыдейко, Н.В. Сычева, В.Я. Дьяконов, В.П. Климов, А.В. Шимчак, Г.
author_sort	Довгий, В.Т.
title	Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4)
title_short	Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4)
title_full	Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4)
title_fullStr	Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4)
title_full_unstemmed	Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4)
title_sort	аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (la₀,₈sr₀,₂)₁₋xmn₁₊xo₃ (0≤ х ≤ 0,4)
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate	2003
topic_facet	Низкотемпеpатуpный магнетизм
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128832
citation_txt	Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4) / В.Т. Довгий, А.И. Линник, В.П. Пащенко, В.Н. Деркаченко, В.К. Прокопенко, В.А. Турченко, Н.В. Давыдейко, В.Я. Сычева, В.П. Дьяконов, А.В. Климов, Г. Шимчак // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 4. — С. 380-386. — Бібліогр.: 28 назв. — рос.
series	Физика низких температур
work_keys_str_mv	AT dovgijvt anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT linnikai anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT paŝenkovp anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT derkačenkovn anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT prokopenkovk anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT turčenkova anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT davydejkonv anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT syčevavâ anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT dʹâkonovvp anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT klimovav anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04 AT šimčakg anomalʹnyjgisterezisvmagnitorezistivnyhkeramičeskihiplenočnyhobrazcahla08sr021xmn1xo30h04
first_indexed	2025-07-09T09:59:57Z
last_indexed	2025-07-09T09:59:57Z
_version_	1837163031939776512
fulltext	Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4, ñ. 380–386 Àíîìàëüíûé ãèñòåðåçèñ â ìàãíèòîðåçèñòèâíûõ êåðàìè÷åñêèõ è ïëåíî÷íûõ îáðàçöàõ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 (0� õ � 0,4) Â.Ò. Äîâãèé1, À.È. Ëèííèê1, Â.Ï. Ïàùåíêî1, Â.Í. Äåðêà÷åíêî1, Â.Ê. Ïðîêîïåíêî1, Â.À. Òóð÷åíêî1, Í.Â. Äàâûäåéêî1, Â.ß. Ñû÷åâà1, Â.Ï. Äüÿêîíîâ1,2, À.Â. Êëèìîâ2, Ã. Øèì÷àê2 1Äîíåöêèé ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò èì. À.À. Ãàëêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû óë. Ð. Ëþêñåìáóðã, 72, ã. Äîíåöê, 83114, Óêðàèíà E-mail: linnik@host.dipt.donetsk.ua 2Èíñòèòóò ôèçèêè ÏÀÍ, Al. Lotnikow 32/46, 02-668, Warszawa, Poland Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 2 àâãóñòà 2002 ã. Èññëåäîâàíû êðèñòàëëè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà, íàìàãíè÷åííîñòü è ìàãíèòîðåçèñòèâíûé ýôôåêò â êåðàìè÷åñêèõ îáðàçöàõ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3, îòîææåííûõ ïðè 1150 è 1500�Ñ. Ïîêàçàíî, ÷òî äîïîëíèòåëüíûé îòæèã ïðè òåìïåðàòóðå 1500�Ñ ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíûì èçìåíåíèÿì íà- ìàãíè÷åííîñòè è âîçðàñòàíèþ ìàãíèòîðåçèñòèâíîãî ýôôåêòà â 2–3 ðàçà â çàâèñèìîñòè îò õ. Îá- íàðóæåí «àíîìàëüíûé» ìàãíèòíûé ãèñòåðåçèñ íà íà÷àëüíûõ ó÷àñòêàõ êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ êàê â êåðàìè÷åñêèõ, òàê è â ïëåíî÷íûõ îáðàçöàõ, íàïûëåííûõ ëàçåðíûì ìåòîäîì. Óñòàíîâëå- íî, ÷òî âåëè÷èíà «àíîìàëüíîãî» ìàãíèòíîãî ãèñòåðåçèñà çàâèñèò îò ñîñòàâà (õ) îáðàçöîâ è òåì- ïåðàòóðû èõ îòæèãà. Ïðåäëîæåí ìåõàíèçì âîçíèêíîâåíèÿ «àíîìàëüíîãî» ãèñòåðåçèñà, îáó- ñëîâëåííûé íàëè÷èåì è âçàèìîäåéñòâèåì ôåððîìàãíèòíîé è àíòèôåððîìàãíèòíîé ôàç. Äîñë³äæåíî êðèñòàë³÷íó ñòðóêòóðó, íàìàãí³÷åí³ñòü ³ ìàãí³òîðåçèñòèâíèé åôåêò ó êåðà- ì³÷íèõ çðàçêàõ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3, â³äïàëåíèõ ïðè 1150 òà 1500�Ñ. Ïîêàçàíî, ùî äîäàòêî- âèé â³äïàë ïðè òåìïåðàòóð³ 1500�Ñ ïðèâîäèòü äî çíà÷íèõ çì³í íàìàãí³÷åíîñò³ ³ çðîñòàííÿ ìàãí³òîðåçèñòèâíîãî åôåêòó â 2–3 ðàçè â çàëåæíîñò³ â³ä õ. Âèÿâëåíî «àíîìàëüíèé» ìàãí³òíèé ã³ñòåðåçèñ íà ïî÷àòêîâèõ ä³ëÿíêàõ êðèâèõ íàìàãí³÷óâàííÿ ÿê ó êåðàì³÷íèõ, òàê ³ â ïë³âêîâèõ çðàçêàõ, ùî íàïèëåíî ëàçåðíèì ìåòîäîì. Âñòàíîâëåíî, ùî âåëè÷èíà «àíîìàëüíîãî» àãí³òíîãî ã³ñòåðåçèñó çàëåæèòü â³ä ñêëàäó (x) çðàçê³â ³ òåìïåðàòóðè ¿õíüîãî â³äïàëó. Çàïðîïîíîâàíî ìå- õàí³çì âèíèêíåííÿ «àíîìàëüíîãî» ã³ñòåðåçèñó, îáóìîâëåíèé íàÿâí³ñòþ ³ âçàºìîä³ºþ ôåðî- ìàãí³òíî¿ òà àíòèôåðîìàãí³òíî¿ ôàç. PACS: 72.15.Gd, 72.60.+g, 75.50.–y, 75.60.–d Ââåäåíèå Â ïîñëåäíåå âðåìÿ ñòðåìèòåëüíî âîçðàñòàåò èíòå- ðåñ ê ïåðîâñêèòîïîäîáíûì ðåäêîçåìåëüíûì ìàíãà- íèòàì R1–xAxMnO3 (R — èîíû La, Pr, Nd è äðóãèõ ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ, À — äâóõâàëåíòíûå èîíû Ca, Sr, Ba, Pb) â ñâÿçè ñ íàáëþäàåìûì â íèõ êîëîñ- ñàëüíûì ìàãíèòîðåçèñòèâíûì ýôôåêòîì è ïåðñïåê- òèâîé èõ ïðàêòè÷åñêîãî ïðèìåíåíèÿ [1–7]. Ìàí- ãàíèòû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé òâåðäûå ðàñòâîðû ñî ñâîåîáðàçíîé âçàèìîñâÿçüþ ýëåêòðîííûõ, ìàãíèò- íûõ è ñòðóêòóðíûõ ñâîéñòâ, êîòîðûå ìîæíî ðåãóëè- ðîâàòü, èçìåíÿÿ òåõíîëîãèþ èõ èçãîòîâëåíèÿ è õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, â òîì ÷èñëå â ðåçóëüòàòå ëåãèðî- âàíèÿ [1–7]. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ îáñóæäàåòñÿ âîïðîñ î ñîñóùåñòâîâàíèè â ìàíãàíèòàõ ôåððîìàãíèòíîé è àíòèôåððîìàãíèòíîé ôàç ñ ìåòàëëè÷åñêèìè è äè- ýëåêòðè÷åñêèìè (èëè ïîëóïðîâîäíèêîâûìè) ñâîéñò- âàìè è ñóùåñòâîâàíèè íåîäíîðîäíûõ íèçêîðàçìåð- íûõ ôàç òèïà ôàçîâîãî ðàññëîåíèÿ èëè ïëîñêîñò- íûõ êëàñòåðîâ [7–12]. © Â.Ò. Äîâãèé, À.È. Ëèííèê, Â.Ï. Ïàùåíêî, Â.Í. Äåðêà÷åíêî, Â.Ê. Ïðîêîïåíêî, Â.À. Òóð÷åíêî, Í.Â. Äàâûäåéêî, Â.ß. Ñû÷åâà, Â.Ï. Äüÿêîíîâ, À.Â. Êëèìîâ, Ã. Øèì÷àê, 2003 Ïîñêîëüêó ìàãíèòíûå è òðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà â ýòèõ ìàòåðèàëàõ îïðåäåëÿþòñÿ ïðåæäå âñåãî èîíàìè ìàðãàíöà, ïðåäñòàâëÿþò èíòåðåñ èññëåäîâàíèÿ ìàã- íèòíûõ è ýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìàíãàíèò-ëàíòàíî- âûõ ïåðîâñêèòîâ, ñîäåðæàùèõ èçáûòî÷íûé ñâåðõ- ñòåõèîìåòðè÷åñêèé ìàðãàíåö îòíîñèòåëüíî äðóãèõ êàòèîíîâ [12–15]. Ãëàâíàÿ öåëü íàñòîÿùåé ðàáî- òû — ñîïîñòàâëåíèå ìàãíèòíûõ è ýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìàíãàíèòîâ ñ èçáûòî÷íûì ñîäåðæàíèåì ìàð- ãàíöà è âûÿñíåíèå âîçìîæíîñòè ñîñóùåñòâîâàíèÿ ðàçëè÷íûõ ìàãíèòíûõ ôàç è èõ ôàçîâîãî ðàññëîå- íèÿ ñ îáðàçîâàíèåì êëàñòåðîâ. Ìåòîäèêà ïîëó÷åíèÿ è èññëåäîâàíèÿ îáðàçöîâ Îáúåêòû èññëåäîâàíèÿ — îáðàçöû ìàíãàíèò-ëàí- òàíîâûõ ïåðîâñêèòîâ, ëåãèðîâàííûõ ñòðîíöèåì (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 (0� õ � 0,4). Îñîáåííîñòüþ ñîñòàâîâ ÿâëÿåòñÿ èçáûòî÷íîå ñîäåðæàíèå ìàðãàíöà ïðè ñîõðàíåíèè ñîîòíîøåíèÿ La:Sr = 4. Èññëåäóå- ìûå îáðàçöû áûëè ïðèãîòîâëåíû ïî ñòàíäàðòíîé êåðàìè÷åñêîé òåõíîëîãèè. Èñõîäíûå ñìåñè ïîðîø- êîâ îïðåäåëåííûõ ñîñòàâîâ ïîëó÷àëè èç îêñèäîâ La2O3, SrCO3, Mn3O4 ìàðêè «×ÄÀ» ïîñëå èõ òùà- òåëüíîãî ïåðåìåøèâàíèÿ è ñèíòåçèðóþùåãî îòæèãà ïðè 900�C â òå÷åíèå 20 ÷àñîâ. Ïîñëå ïåðåòèðàíèÿ è ïðåññîâàíèÿ â òàáëåòêè îáðàçöû ñïåêàëè â äâà ýòà- ïà: ïðè òåìïåðàòóðàõ 1150 è 1500�Ñ â òå÷åíèå 21 è 2 ÷àñîâ ñîîòâåòñòâåííî. Ïîñëå êàæäîãî îòæèãà ïðîâî- äèëè êîìïëåêñ ñòðóêòóðíûõ, ìàãíèòíûõ è òðàíñ- ïîðòíûõ èññëåäîâàíèé ïîëó÷åííûõ îáðàçöîâ. Ðåíòãåíîñòðóêòóðíûé àíàëèç îñóùåñòâëÿëè íà ðåíòãåíîâñêîì äèôðàêòîìåòðå ÄÐÎÍ-2 â FeK�-èç- ëó÷åíèè. Ìàãíèòíûå ñâîéñòâà ïîëó÷åííûõ îáðàçöîâ èçìåðÿëè íà âèáðàöèîííîì ìàãíèòîìåòðå è èíäóê- òèâíî-÷àñòîòíîé óñòàíîâêå, ýëåêòðîïðîâîäíîñòü è ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèå îïðåäåëÿëè ñòàíäàðòíûì ÷å- òûðåõêîíòàêòíûì ìåòîäîì ïðè H = 0 è 5 êÝ. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå Ñîãëàñíî ðåíòãåíîñòðóêòóðíûì äàííûì, èññëåäóå- ìûå îáðàçöû âñåõ ñîñòàâîâ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 ñîäåðæàëè îñíîâíóþ ïåðîâñêèòîïîäîáíóþ ðîìáîýä- ðè÷åñêè èñêàæåííóþ (R3c) ôàçó ñ ïàðàìåòðàìè ðå- øåòêè, êîòîðûå â çàâèñèìîñòè îò õ íàõîäèëèñü â ïðåäåëàõ: a = 7,784–7,787 Å, a = 90,41–90,45� (îò- æèã ïðè 1150�Ñ) è à = 7,792–7,782 Å, a = 90,55– 90,48� (îòæèã ïðè 1500�Ñ). Ïðè õ = 0 è 0,1 — îáðàç- öû îäíîôàçíûå, ïðè õ = 0,2–0,4 — ãåòåðîôàçíûå: íàðÿäó ñ îñíîâíîé ïåðîâñêèòîâîé â ìàëûõ êîëè÷å- ñòâàõ ïðèñóòñòâóåò ôàçà �-Mn2O3 èëè Mn3O4. Ñîãëàñíî äàííûì ìàãíèòíûõ èçìåðåíèé, îáðàç- öû âñåõ ñîñòàâîâ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 â èíòåðâà- ëå 0 � õ � 0,4 ÿâëÿþòñÿ ìàãíèòîìÿãêèìè ôåððîìàã- íåòèêàìè, òàê êàê ïîëó÷åííàÿ íà âèáðàöèîííîì ìàã- íèòîìåòðå êðèâàÿ ìàãíèòíîãî íàñûùåíèÿ â ïîëÿõ Í = 6 êÝ èìååò õàðàêòåðíóþ ïåòëþ ãèñòåðåçèñà øè- ðèíîé � 30 Ý. Íà ðèñ. 1 è 2 ïðèâåäåíû ñîîòâåòñòâåí- íî çíà÷åíèÿ íàìàãíè÷åííîñòè íàñûùåíèÿ è òåìïå- ðàòóðû Êþðè ÒÑ èññëåäîâàííûõ êåðàìè÷åñêèõ îá- ðàçöîâ, ïîëó÷åííûõ ïðè òåìïåðàòóðàõ 1150�Ñ (êðè- âûå 1) è 1500�Ñ (êðèâûå 2). Äëÿ îáðàçöîâ, îòîæ- æåííûõ ïðè 1150�Ñ, ñ óâåëè÷åíèåì õ îò 0 äî 0,3 íàìàãíè÷åííîñòü íàñûùåíèÿ Ìs ïðàêòè÷åñêè íå èç- ìåíÿåòñÿ. Åñëè áû èçáûòî÷íûé îêñèä ìàðãàíöà íå ðàñòâîðÿëñÿ, à îáðàçîâûâàë âòîðóþ ôàçó Mn3O4 èëè Mn2O3, òî ñ óâåëè÷åíèåì åãî ñîäåðæàíèÿ Ìs äîëæíà óìåíüøàòüñÿ ïðèìåðíî íà 20%, ÷òî íå íà- Àíîìàëüíûé ãèñòåðåçèñ â ìàãíèòîðåçèñòèâíûõ êåðàìè÷åñêèõ è ïëåíî÷íûõ îáðàçöàõ Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 381 0 0,1 0,2 0,3 0,4 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 H = 6,8 êÝ 290 K 78 K M s , Ãñ • ñì 3 / ã x Ðèñ. 1. Âëèÿíèå ñîñòàâà íà íàìàãíè÷åííîñòü íàñûùåíèÿ êåðàìè÷åñêèõ îáðàçöîâ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 ïðè òåì- ïåðàòóðàõ 78 è 290 Ê äëÿ ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóð îòæè- ãà, �Ñ: 1150 (1); 1500 (2). 0 0,1 0,2 0,3 0,4 330 333 336 339 342 345 348 351 1 2 T C , K x Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû Êþðè (ÒC) îò ñîñòàâà õ äëÿ êåðàìè÷åñêèõ îáðàçöîâ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3, ïîëó÷åííûõ ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ îòæèãà, �Ñ: 1150 (1); 1500 (2). áëþäàåòñÿ â ýêñïåðèìåíòå (ðèñ. 1, êðèâûå 1). Çà- ìåòíîå óìåíüøåíèå Ìs äëÿ îáðàçöà ñ õ = 0,4 ìîæíî îáúÿñíèòü íåðàñòâîðèìîñòüþ èçáûòî÷íîãî ìàðãàíöà â îñíîâíîé ïåðîâñêèòîâîé ôàçå. Îäíàêî ýòî óìåíü- øåíèå (�12%) òîæå ìåíüøå ðàñ÷åòíîãî (�23%), îñîáåííî äëÿ òåìïåðàòóðû 290 Ê. Äëÿ îáðàçöîâ, îòîææåííûõ ïðè 1500�Ñ, íàáëþäàåòñÿ çàìåòíîå óìåíüøåíèå Ìs ïðè óâåëè÷åíèè õ êàê ïðè òåìïåðà- òóðå 78 Ê, òàê è 290 Ê. Çàñëóæèâàåò âíèìàíèÿ òî, ÷òî òîëüêî äëÿ õ = 0 çíà÷åíèÿ Ìs áîëüøå äëÿ îáðàç- öîâ, îòîææåííûõ ïðè 1500�Ñ (äëÿ õ = 0,1 âåëè÷èíû Ìs áëèçêè ïðè îòæèãå 1150 è 1500�Ñ). Äëÿ îñòàëü- íûõ ñîñòàâîâ Ìs áîëüøå â îáðàçöàõ, ïîëó÷åííûõ ïðè 1150�Ñ. Ýòî, âèäèìî, ñâèäåòåëüñòâóåò îá óâåëè- ÷åíèè ÷èñëà êèñëîðîäíûõ âàêàíñèé è èçìåíåíèè ñîñòàâà è äåôåêòíîñòè ðåøåòêè ìàíãàíèòíîé ôàçû ìàíãàíèò-ëàíòàíîâîãî ïåðîâñêèòà ñ âîçìîæíûìè ðàññëîåíèÿìè è îáðàçîâàíèåì ïëîñêîñòíûõ êëàñòå- ðîâ, îòëè÷àþùèõñÿ ñîñòàâîì, ñòðóêòóðîé, ìàãíèò- íûìè è òðàíñïîðòíûìè ñâîéñòâàìè. Îòìåòèì êîððå- ëÿöèþ óìåíüøåíèÿ íàìàãíè÷åííîñòè è òåìïåðàòóðû Êþðè äëÿ îáðàçöîâ ñ õ = 0,4, îòîææåííûõ ïðè 1150 è 1500�Ñ. Èññëåäîâàíèÿ òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé íàìàã- íè÷åííîñòè â ìàëûõ (ìåíåå 150 Ý) è áîëüøèõ (4 êÝ) ìàãíèòíûõ ïîëÿõ äëÿ îáðàçöîâ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 â èíòåðâàëå 0 � õ � 0,4 è ïðè òåìïåðàòóðàõ ñïåêàíèÿ 1150 è 1500�Ñ ïîêàçàëè ðàçëè÷íîå ïîâåäåíèå Ìs: ñëàáîå èçìåíåíèå íàìàãíè÷åííîñòè â øèðîêîì òåì- ïåðàòóðíîì äèàïàçîíå â ìàëûõ ïîëÿõ è äîâîëüíî çíà÷èòåëüíóþ çàâèñèìîñòü íàìàãíè÷åííîñòè âî âñåì òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå â áîëüøèõ ïîëÿõ. Â êà- ÷åñòâå ïðèìåðà íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíû òåìïåðàòóð- íûå çàâèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè äëÿ îáðàçöà La0,8Sr0,2MnO3 (õ = 0, òåìïåðàòóðà ñïåêàíèÿ 1500�Ñ) â ðàçëè÷íûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ. Òàêîå ðàçëè÷èå, âîçìîæíî, ñâÿçàíî ñ íàëè÷èåì â îáðàçöàõ ìàãíèò- íûõ íåîäíîðîäíîñòåé — ôàç [16–22] èëè êëàñòåðîâ [12–14]. Ïðè÷åì â ìàëûõ ïîëÿõ, âèäèìî, ïðîÿâëÿ- åòñÿ áîëåå îäíîðîäíàÿ óïîðÿäî÷åííàÿ ôàçà (ôåððî- ìàãíèòíàÿ), à â áîëüøèõ — äðóãèå ìåíåå îäíîðîä- íûå è óïîðÿäî÷åííûå ìàãíèòíûå ôàçû (ïîãðàíè÷íàÿ îáëàñòü ìåæäó ôåððîìàãíèòíîé è àíòèôåððîìàã- íèòíîé ôàçàìè) èëè êëàñòåðû. Ñîãëàñíî ðåíòãå- íîñòðóêòóðíûì èññëåäîâàíèÿì, èçáûòî÷íûé îêñèä ìàðãàíöà íàõîäèòñÿ â âèäå ôàçû èëè êëàñòåðà, áëèçêîãî ïî ñîñòàâó ê Mn3O4 (ïðè õ = 0) èëè Mn2O3 (ïðè õ > 0). Ñ ó÷åòîì âàëåíòíûõ ñîñòîÿíèé èîíîâ ìàðãàíöà è èõ ñóïåðïîçèöèè ñîñòàâû êëàñòå- ðèçîâàííûõ òâåðäûõ ðàñòâîðîâ, íàèáîëåå âåðîÿòíî, èìåþò ñëåäóþùèé âèä: Mn O Mn Mn O Mn Mn Mn O3 4 2 2 3 4 2 1,5 2 1 3 0,5 4 4 2� �� 1 ; Mn O Mn O Mn Mn Mn O2 3 2 3+ 3 2– 0,5 2+ 1 3+ 0,5 4+ 3 2–� � . Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè òðàíñïîðòíûõ ñâîéñòâ ìàíãàíèòîâ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 4 äëÿ òåìïåðàòóð îòæèãà 1150 è 1500�Ñ. Âåëè÷èíà ìàãíèòîðåçèñòèâ- íîãî ýôôåêòà R/R0 = (R0 – RH)/R0, ãäå R0 è RH — cîïðîòèâëåíèå îáðàçöîâ ñîîòâåòñòâåííî ïðè Í = 0 è 5 êÝ, ñîñòàâëÿåò 4–6% äëÿ îòîææåííûõ ïðè 1150�Ñ îáðàçöîâ, ïðè÷åì ïèê ìàãíèòîðåçèñòèâíîñòè íàáëþäàåòñÿ íèæå òåìïåðàòóðû Êþðè íà 13–14 Ê (ðèñ. 4,a). Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ñîïðîòèâëå- íèÿ äëÿ âñåõ çíà÷åíèé x èìåþò ïèê ñîïðîòèâëåíèÿ (Tms) âáëèçè ÒC. Íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ñòîðîíà ïèêà ñîîòâåòñòâóåò «ìåòàëëè÷åñêîìó» òèïó ïðîâîäèìî- ñòè, à âûñîêîòåìïåðàòóðíàÿ — ïîëóïðîâîäíèêîâî- ìó. Ïîñëå îòæèãà îáðàçöîâ ïðè òåìïåðàòóðå 1500�Ñ ìàãíèòîðåçèñòèâíûé ýôôåêò óâåëè÷èëñÿ äî 10–13% äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé x è ìàêñèìóì ìàãíèòîðåçè- ñòèâíîñòè ñìåñòèëñÿ íèæå ÒC íà 7–15 Ê (ðèñ. 4,á). Îòìåòèì, ÷òî ïðè õ = 0 (îòæèã ïðè 1150�Ñ, ðèñ. 4,à) ìàãíèòîðåçèñòèâíûé ýôôåêò ïðàêòè÷åñêè íå íàáëþ- äàåòñÿ, à ïîñëå îòæèãà ïðè 1500�Ñ äëÿ õ = 0 (ðèñ. 4,á) îí ñîñòàâëÿåò 12,5%. Àíàëèç ðèñ. 4 ïîêàçûâàåò, ÷òî ïîñëå îòæèãà ïðè 1500�Ñ ìàãíèòîðåçèñòèâíûé ýô- ôåêò óâåëè÷èëñÿ â 2–3 ðàçà äëÿ ðàçëè÷íûõ õ. Ðåçè- ñòèâíîñòü îáðàçöîâ âîçðîñëà â 2–3 ðàçà è òåìïåðà- òóðíàÿ çàâèñèìîñòü ðåçèñòèâíîñòè ïðè Ò � ÒÑ òàêæå äåìîíñòðèðóåò «ìåòàëëè÷åñêèé» òèï ïðîâîäèìîñòè (íà ôîíå ïîëóïðîâîäíèêîâîãî). Îäíàêî ìàêñèìóì ðåçèñòèâíîñòè ïðîÿâëÿåòñÿ íå ÷åòêî, òàê êàê ïîëó- ïðîâîäíèêîâàÿ âåòâü èìååò ñëàáóþ òåìïåðàòóðíóþ çàâèñèìîñòü. Îòæèã îáðàçöîâ ïðè 1500�Ñ ïðèâåë ê óìåíüøåíèþ òåìïåðàòóðû Êþðè íà � 12 Ê è ñìå- ùåíèþ ìàêñèìóìà ìàãíèòîðåçèñòèâíîñòè (Òr) íà � 10 Ê (ñðåäíåå çíà÷åíèå äëÿ ðàçëè÷íûõ õ). Îòìå- 382 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 Â.Ò. Äîâãèé è äð. 50 100 150 200 250 300 350 400 0 20 40 60 80 100 4 3 2 1 T, K M , Ãñ • ñì 3 / ã Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü íàìàãíè÷åííîñòè êå- ðàìè÷åñêîãî îáðàçöà La0,8Sr0,2MnO3 â ðàçëè÷íûõ ìàã- íèòíûõ ïîëÿõ: 80 Ý (1); 150 Ý (2); 500 Ý (3); 4 kÝ (4). òèì, ÷òî ìàêñèìàëüíûå ðàçëè÷èÿ ÒÑ è Òr íàáëþäà- þòñÿ äëÿ îáðàçöîâ ñ õ = 0,4. Óìåíüøåíèå ñïîíòàííîé íàìàãíè÷åííîñòè, òåì- ïåðàòóðû Êþðè, óâåëè÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ è âåëè- ÷èíû ìàãíèòîðåçèñòèâíîãî ýôôåêòà ïîñëå îòæèãà ïðè 1500�Ñ ìîæíî îáúÿñíèòü óâåëè÷åíèåì ÷èñëà êè- ñëîðîäíûõ âàêàíñèé [23,24], êëàñòåðîîáðàçîâàíèåì è ïîÿâëåíèåì ôàçû �-Mn2O3 èëè Mn3O4 [12–14]. Êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ è ìàãíèòíûé ãèñòåðåçèñ êåðàìè÷åñêèõ è ïëåíî÷íûõ îáðàçöîâ èññëåäîâàëè íà èíäóêòèâíî-÷àñòîòíîé óñòàíîâêå [25]. Îáðà- çåö ìàíãàíèòà ïîìåùàëè â âûíîñíóþ èíäóêòèâ- íîñòü èçìåðèòåëüíîãî ãåíåðàòîðà, ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà êîëåáàíèé êîòîðîãî f = 5 ÌÃö. Ïðè âîçäåé- ñòâèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ðàçëè÷íîé îðèåí- òàöèè ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî ñîñòîÿíèÿ ìàíãàíèòîâîé ïëåíêè èëè êåðàìè÷åñêîãî îáðàçöà, ÷òî ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ èíäóêòèâíîñòè L èçìå- ðèòåëüíîé êàòóøêè è, êàê ñëåäñòâèå, ê èçìåíåíèþ ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòû ãåíåðàòîðà ( f). Èññëåäîâàíèå ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ ýòèõ ñîåäèíå- íèé íà èíäóêòèâíî-÷àñòîòíîé óñòàíîâêå ïîçâîëèëî âûÿâèòü «àíîìàëüíûé» õîä êðèâûõ íàìàãíè÷èâà- íèÿ äëÿ êåðàìè÷åñêèõ è ïëåíî÷íûõ îáðàçöîâ ïðè âîçäåéñòâèè âíåøíåãî êâàçèñòàòè÷åñêîãî ìàãíèòíî- ãî ïîëÿ, ïåðïåíäèêóëÿðíîãî Í� èëè ïàðàëëåëüíîãî Í�� ïëîñêîñòè îáðàçöà. Íà ðèñ. 5 è 6 ïîêàçàíî èçìå- íåíèå ÷àñòîòû êîíòóðà èçìåðèòåëüíîãî ãåíåðàòîðà ñ êåðàìè÷åñêèì èëè ïëåíî÷íûì îáðàçöîì ìàíãàíèòà. Õîä êðèâûõ f = f(H) è M(H) ýêâèâàëåíòåí, òàê êàê ñäâèã ÷àñòîòû ïðîïîðöèîíàëåí âåëè÷èíå íàìàã- íè÷èâàíèÿ îáðàçöà èëè èçìåíåíèþ ýíåðãèè ìàãíå- òèêà â ìàãíèòíîì ïîëå. Íàïðàâëåíèå èçìåíåíèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ â îáðàçöå óêàçàíî ñòðåëêàìè íà ðèñ. 5 è 6. Íà ðèñ. 5 ïðèâåäåíû íà÷àëüíûå ó÷àñòêè êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ êåðàìè÷åñêèõ îáðàçöîâ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 â ìàãíèòíîì ïîëå, ïåðïåí- äèêóëÿðíîì ïëîñêîñòè îáðàçöà, ïðè x = 0; 0,2; 0,4 ïî- ñëå îòæèãà ïðè òåìïåðàòóðå 1150�Ñ (à) è 1500�Ñ (á). Êðèâûå äëÿ õ = 0,1 è 0,3 ïðèìåðíî ñîîòâåòñòâóþò êðèâûì ñ õ = 0,2. Â ìàãíèòíîì ïîëå, ïàðàëëåëüíîì ïëîñêîñòè êåðàìè÷åñêèõ îáðàçöîâ (Í��), êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ ìåíåå íàãëÿäíû è íà ðèñ. 5 íå ïðè- âåäåíû. Âåðõíÿÿ ÷àñòü êðèâûõ f = f(H) äåìîíñò- ðèðóåò íàëè÷èå «íîðìàëüíîãî» ãèñòåðåçèñà, õàðàê- òåðíîãî äëÿ ìàãíèòîìÿãêèõ ìàòåðèàëîâ: êðèâàÿ íàìàãíè÷èâàíèÿ èäåò íèæå êðèâîé ðàçìàãíè÷èâà- íèÿ. Íà íèæíåé ÷àñòè çàâèñèìîñòè f = f(H) (â ìà- ëûõ ïîëÿõ) ïðîÿâëÿåòñÿ «àíîìàëüíûé» ãèñòåðåçèñ, êîãäà êðèâàÿ ðàçìàãíè÷èâàíèÿ èäåò íèæå êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ è ìèíèìóì ýíåðãèè ìàãíåòèêà äî- ñòèãàåòñÿ â ýòîì æå ïî çíàêó ìàãíèòíîì ïîëå. Âå- ëè÷èíà «àíîìàëüíîãî» ìàãíèòíîãî ãèñòåðåçèñà èñ- ñëåäóåìûõ ìàíãàíèòîâ çàâèñèò îò èçáûòî÷íîãî ìàðãàíöà (0 � õ � 0,4). Ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ãèñòå- ðåçèñà íàáëþäàþòñÿ ïðè õ = 0,1; 0,2; 0,3. Âëèÿíèå âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî îòæèãà (1500�Ñ) íà âåëè÷èíó «àíîìàëüíîãî» ìàãíèòíîãî ãèñòåðåçèñà èëëþñòðèðóåò ðèñ. 5,á. Âèäíî, ÷òî äëÿ çíà÷åíèÿ õ = 0 «àíîìàëüíûé» ìàãíèòíûé ãèñòåðåçèñ ñóùåñò- âåííî âîçðîñ è ïðàêòè÷åñêè ñîâïàë ñ òàêîâûì äëÿ õ = 0,1; 0,2; 0,3, à äëÿ çíà÷åíèÿ õ = 0,4 èçìåíèëñÿ íåçíà÷èòåëüíî. Îòìåòèì òàêæå íåêîòîðîå óâåëè÷å- íèå è «íîðìàëüíîãî» ìàãíèòíîãî ãèñòåðåçèñà ïîñëå âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî îòæèãà ïðè 1500�Ñ äëÿ îá- ðàçöîâ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3. Ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ óñòàíîâëåíèå âîçìîæíîñòè ïðîÿâëåíèÿ «àíîìàëüíîãî» ìàãíèòíîãî ãèñòåðåçèñà â òîíêîïëåíî÷íûõ ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçöàõ. Íà ðèñ. 6 àíàëîãè÷íûå êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ ïðè- âåäåíû äëÿ ïëåíî÷íîãî îáðàçöà La0,6Sr0,2Mn1,2O3, Àíîìàëüíûé ãèñòåðåçèñ â ìàãíèòîðåçèñòèâíûõ êåðàìè÷åñêèõ è ïëåíî÷íûõ îáðàçöàõ Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 383 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 T, K a T, K R / R 0 ,% 3 2 1 á R / R 0 ,% 3 2 1 Ðèñ. 4. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ìàãíèòîðåçèñòèâíîãî ýôôåêòà ìàíãàíèò-ëàíòàíîâûõ êåðàìè÷åñêèõ îáðàçöîâ (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3, îòîææåííûõ ïðè 1150 (à) è 1500 (á)�Ñ, äëÿ õ = 0 (1); 0,2 (2); 0,4 (3). íàíåñåííîãî ëàçåðíûì íàïûëåíèåì íà ïîäëîæêó. Íà ðèñóíêå âèäíî, ÷òî íàìàãíè÷èâàíèå ïëåíêè â ïà- ðàëëåëüíîì è ïåðïåíäèêóëÿðíîì ïëîñêîñòè ïîëÿõ çíà÷èòåëüíî îòëè÷àåòñÿ. Êîãäà âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå ïðèëîæåíî ïàðàëëåëüíî ïëîñêîñòè ïëåíêè (Í��), ïðîèñõîäèò áûñòðîå íàñûùåíèå â ìàëûõ ìàã- íèòíûõ ïîëÿõ (500 Ý) è ãèñòåðåçèñ íå íàáëþäàåòñÿ. Ïðè íàìàãíè÷èâàíèè ïëåíêè â ìàãíèòíîì ïîëå, ïåð- ïåíäèêóëÿðíîì åå ïîâåðõíîñòè (Í�), äî çíà÷åíèÿ Í = 1500 Ý íàìàãíè÷åííîñòü ïî÷òè íå ìåíÿåòñÿ (ñì. ðèñ. 6), à çàòåì ïðîèñõîäèò ðåçêîå èçìåíåíèå íàìàãíè÷åííîñòè (ïîâîðîò ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ) è íàñûùåíèå ïëåíêè. Ïðè íàìàãíè÷èâàíèè è ðàç- ìàãíè÷èâàíèè ïëåíêè íàáëþäàåòñÿ òîëüêî «àíî- ìàëüíûé» ãèñòåðåçèñ: êðèâàÿ ðàçìàãíè÷èâàíèÿ ïðî- õîäèò ïîä êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ è äîñòèãàåò ìèíèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ â ýòîì æå ïî çíàêó ìàãíèò- íîì ïîëå. Îòìåòèì, ÷òî ïîñëå ñèíòåçà êåðàìè÷åñêèõ îáðàç- öîâ ïðè òåìïåðàòóðå 900�Ñ (äî ñïåêàíèÿ îáðàçöîâ ïðè 1150 è 1500�Ñ) íàáëþäàåòñÿ òîëüêî «íîðìàëü- íûé» ìàãíèòíûé ãèñòåðåçèñ. Ìàêñèìàëüíîå èçìåíå- íèå (ñäâèã) ÷àñòîòû (ïðè ïîëíîì ïåðåìàãíè÷èâàíèè) äëÿ êåðàìè÷åñêèõ îáðàçöîâ ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 25 êÃö, à äëÿ ïëåíî÷íîãî îáðàçöà — 0,5 êÃö. «Àíîìàëüíûé» ãèñòåðåçèñ (èçìåíåíèå ÷àñòîòû f) ñîñòàâëÿåò îòíîñèòåëüíî ìàëóþ ÷àñòü ïîëíîãî èçìå- íåíèÿ ÷àñòîòû è ïðèìåðíî ðàâåí 2,5–6% äëÿ êåðà- ìè÷åñêèõ è 8,5–16% äëÿ ïëåíî÷íûõ îáðàçöîâ. Àíàëèçèðóÿ äàííûå ýêñïåðèìåíòîâ, ìîæíî ïðåä- ïîëîæèòü ñóùåñòâîâàíèå â èññëåäîâàííûõ îáðàçöàõ ìàíãàíèòîâ ìàãíèòíûõ íåîäíîðîäíîñòåé, ïðîÿâëÿþ- ùèõ ñåáÿ êàê ìàãíèòíûå ôàçû ñ ðàçëè÷íûì íàïðàâ- ëåíèåì íàìàãíè÷åííîñòè, îòâåòñòâåííûõ ñîîòâåòñò- âåííî çà «íîðìàëüíûé» è «àíîìàëüíûé» ìàãíèòíûé ãèñòåðåçèñ. Âîçìîæíûì ìåõàíèçìîì òàêîãî ïîâåäå- íèÿ ÿâëÿåòñÿ, ïî-âèäèìîìó, âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó 384 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 Â.Ò. Äîâãèé è äð. –750 –500 –250 0 250 500 750 H, Ý –750 – 500 –250 0 250 500 750 H, Ý –750 – 500 –250 0 250 500 750 H, Ý 0 2 4 6 8 10 12 x = 0,4 0 1 2 3 4 5 6 x = 0,2 0 1 2 3 4 5 6 7 a x = 0 f, ê Ãö f, ê Ãö f, ê Ãö 0 1 2 3 4 5 6 7 8 x = 0,4 –600 600 0 1 2 3 4 5 6 7 x = 0,2 –900 –300 0 300 900 0 1 2 3 4 5 6 á x = 0 f, êÃ ö f, êÃ ö f, êÃ ö H, Ý –600 600–900 –300 0 300 900 H, Ý –600 600–900 –300 0 300 900 H, Ý Ðèñ. 5. Cäâèã ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòû èçìåðèòåëüíîãî êîíòóðà ( f M) ñ êåðàìè÷åñêèì îáðàçöîì ìàíãàíèòà (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 (õ = 0; 0,2; 0,4) ïîñëå îòæèãà ïðè 1150 (à) è 1500 (á)�Ñ ïðè èçìåíåíèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ïåð- ïåíäèêóëÿðíîãî ïëîñêîñòè îáðàçöà Í�. äâóìÿ ôàçàìè, õàðàêòåðèçóþùèìè ñîñòîÿíèå ìàíãà- íèòîâ, — ôåððîìàãíèòíîé è àíòèôåððîìàãíèòíîé [7,16–22]. Ñîñóùåñòâîâàíèå ýòèõ ôàç è èõ âçàèìîäåéñòâèå (îáìåííàÿ àíèçîòðîïèÿ) â ïîãðàíè÷íîé îáëàñòè, ðàçäåëÿþùåé äâå ôàçû, ïðèâîäèò ê ñäâèãó ïåòëè ãèñòåðåçèñà ïðè íàìàãíè÷èâàíèè òàêèõ ìàòåðèàëîâ [21,26]. Ìû ïðåäïîëàãàåì, ÷òî èìåííî òàêîãî ðîäà âçàèìîäåéñòâèå ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ «àíîìàëüíî- ãî» ãèñòåðåçèñà è åãî íàáëþäåíèþ ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå (300 Ê) â ìàãíèòíîì ïîëå ðàçëè÷íîé ïîëÿðíîñòè. Ýòîò ýôôåêò, âèäèìî, ÿâëÿåòñÿ ïðî- ÿâëåíèåì ðàçëè÷íîé ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè ôåððîìàãíèòíîé è «ñêîøåííîé» (ïîãðàíè÷íàÿ çîíà ðàçäåëà äâóõ ôàç ïðè âîçäåéñòâèè âíåøíåãî ìàãíèò- íîãî ïîëÿ) ìàãíèòíûõ ôàç. Ïîäòâåðæäåíèåì ýòîãî ìîãóò áûòü ñëåäóþùèå ýêñïåðèìåíòàëüíûå ôàêòû: — âåëè÷èíà «àíîìàëüíîãî» ãèñòåðåçèñà óâåëè÷è- âàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì íàìàãíè÷èâàþùåãî êâàçèñòà- òè÷åñêîãî ïîëÿ; cèììåòðèÿ íàáëþäàåìûõ êðèâûõ èìååò ìåñòî òîëüêî ïðè îäèíàêîâîé âåëè÷èíå íàñû- ùàþùåãî ïîëÿ ðàçëè÷íîé ïîëÿðíîñòè. — äëÿ ðÿäà îáðàçöîâ, â òîì ÷èñëå òåõ êåðàìè÷å- ñêèõ îáðàçöîâ, êîòîðûå áûëè ñèíòåçèðîâàíû ïðè òåìïåðàòóðå 900�Ñ, íàáëþäàåòñÿ òîëüêî íîðìàëü- íûé ãèñòåðåçèñ, ÷òî ìîæåò áûòü ñâÿçàíî, ïî-âèäèìî- ìó, ñ îòñóòñòâèåì óïîðÿäî÷åíèÿ â àíòèôåððîìàã- íèòíîé ôàçå (TN < T = 300 Ê). Àíòèôåððîìàãíèòíàÿ ôàçà ìîæåò ïðåäñòàâëÿòü ñîáîé êëàñòåðû â êðèñòàëëèòàõ è ìåæêðèñòàëëèò- íûõ ãðàíèöàõ (ïðîñëîéêàõ). Âñå ñêàçàííîå âûøå ïðàâîìåðíî è â îòíîøåíèè ïëåíî÷íûõ îáðàçöîâ: â ðàáîòå [27] îáíàðóæåíî íà- ëè÷èå ìàãíèòíî- è ýëåêòðè÷åñêè «ìåðòâûõ» ñëîåâ ðàçëè÷íîé òîëùèíû â òîíêèõ ïëåíêàõ ìàíãàíèòîâ, à â [28] ïîêàçàíî, ÷òî àíàëîãè÷íûå ïëåíêè ìîãóò èìåòü «áëî÷íóþ» ñòðóêòóðó. Çàêëþ÷åíèå 1. Èññëåäîâàííûå êåðàìè÷åñêèå îáðàçöû ìàíãà- íèò-ëàíòàíîâîé ñèñòåìû (La0,8Sr0,2)1–xMn1+xO3 ñ «èçáûòî÷íûì» ñâåðõñòåõèîìåòðè÷åñêèì ìàðãàíöåì (0 < õ < 0,4), îòîææåííûå ïðè 1150 è 1500�Ñ, ñî- äåðæàò îñíîâíóþ ïåðîâñêèòîïîäîáíóþ ðîìáîýäðè- ÷åñêè èñêàæåííóþ (R3c) ôàçó. 2. Äîïîëíèòåëüíûé îòæèã îáðàçöîâ ïðè òåìïåðà- òóðå 1500�Ñ ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíûì èçìåíåíèÿì íàìàãíè÷åííîñòè íàñûùåíèÿ, óâåëè÷åíèþ ìàãíèòî- ðåçèñòèâíîãî ýôôåêòà â 2–3 ðàçà è óìåíüøåíèþ òåìïåðàòóðû Êþðè è òåìïåðàòóðû ïèêà ìàãíèòîðå- çèñòèâíîñòè äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé õ. 3. Îáíàðóæåí «àíîìàëüíûé» ìàãíèòíûé ãèñòåðå- çèñ íà íà÷àëüíûõ ó÷àñòêàõ êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ äëÿ êåðàìè÷åñêèõ è ïëåíî÷íûõ îáðàçöîâ. Ïîêàçà- íî, ÷òî âåëè÷èíà «àíîìàëüíîãî» ìàãíèòíîãî ãèñòå- ðåçèñà çàâèñèò îò õ è òåìïåðàòóðû îòæèãà. Ïðåäëî- æåí ìåõàíèçì «àíîìàëüíîãî» ãèñòåðåçèñà, ñâÿçàííûé ñ íàëè÷èåì è âçàèìîäåéñòâèåì ôåððîìàãíèòíîé ôàçû è àíòèôåððîìàãíèòíîé ôàçû èëè êëàñòåðà, îò- ëè÷àþùèõñÿ ñîñòàâîì è äåôåêòíîñòüþ ñòðóêòóðû. 4. Èçìåíåíèÿ íàìàãíè÷åííîñòè íàñûùåíèÿ, ìàã- íèòîðåçèñòèâíîãî ýôôåêòà è âåëè÷èíû «àíîìàëüíî- ãî» ãèñòåðåçèñà îáóñëîâëåíû èçìåíåíèÿìè êîíöåí- òðàöèè ðàçíîâàëåíòíûõ èîíîâ ìàðãàíöà Mn3+, Mn4+, Mn2+, êàòèîííûõ è àíèîííûõ âàêàíñèé è ìå- çîñêîïè÷åñêèõ íåîäíîðîäíîñòåé êëàñòåðíîãî òèïà, êîòîðûå çàâèñÿò îò õ è òåìïåðàòóðû îòæèãà. 1. R.M. Kusters, J. Singleton, D.A. Keen, R. McGreevy, and W. Hayes, Physica B155, 362 (1989). 2. R. von Helmont, J. Wecker, B. Holzapfel, M. Schultz, and K. Samwer, Phys. Rev. Lett. 71, 2331 (1993). 3. K. Chahara, T. Ohno, M. Kasai, and Y. Kozono, Appl. Phys. Lett. 63, 1990 (1993). 4. S. Jin, T.H. Tiefel, M. McCormack, R.A. Fastnacht, R. Ramesh, and L.H. Chen, Science 264, 413 (1994). 5. A. Vrushibara, Y. Moritomo, T. Arima, A. Asamitsu, G. Kido, and V. Tokura, Phys. Rev. B51, 14103 (1995). 6. A.P. Ramires, J. Phys.: Condens. Matter 9, 8171 (1997). 7. Ý.Ë. Íàãàåâ, ÓÔÍ 166, 833 (1996). 8. Ë.Ï. Ãîðüêîâ, ÓÔÍ 168, 665 (1998). 9. Â.Ì. Ëîêòåâ, Þ.Ã. Ïîãîðåëîâ, ÔÍÒ 26, 231 (2000). 10. Þ.À. Èçþìîâ, Þ.Í. Ñêðÿáèí, ÓÔÍ 171, 121 (2001). 11. Ì.Þ. Êàãàí, Ê.È. Êóãåëü, ÓÔÍ 171, 577 (2001). 12. Â.Ï. Ïàùåíêî, Ñ.È. Õàðöåâ, Î.Ï. ×åðåíêîâ, À.À. Øåìÿêîâ, Ç.À. Ñàìîéëåíêî, À.Ä. Ëîéêî, Â.È. Êàìå- íåâ, Íåîðãàíè÷åñêèå ìàòåðèàëû 35, 1509 (1999). Àíîìàëüíûé ãèñòåðåçèñ â ìàãíèòîðåçèñòèâíûõ êåðàìè÷åñêèõ è ïëåíî÷íûõ îáðàçöàõ Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 385 – 3 – 2 –1 0 1 2 3 0 100 200 300 400 500 300 150 0H� HII H, êÝ f, Ã ö f, Ã ö Ðèñ. 6. Cäâèã ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòû èçìåðèòåëüíîãî êîí- òóðà ( f M) ñ ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèì ïëåíî÷íûì îá- ðàçöîì La0,6Sr0,2Mn1,2O3 ïðè èçìåíåíèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ïàðàëëåëüíîãî Í�� è ïåðïåíäèêóëÿðíîãî Í� ïëîñ- êîñòè ïëåíêè. 13. V.P. Pashchenko, A.A. Shemyakov, V.K. Prokopenko, V.N. Derkachenko, O.P. Cherenkov, V.I. Mihajlov, V.N. Varyukhin, V.P. Dyakonov, and H. Szymczak, J. Magn. Magn. Mater. 220, 52 (2000). 14. Â.Ï. Ïàùåíêî, Â.Ê. Ïðîêîïåíêî, À.À. Øåìÿêîâ, Â.Í. Âàðþõèí, Â.Í. Äåðêà÷åíêî, À.Ä. Ëîéêî, Â.Ï. Äüÿêîíîâ, Õ. Øèì÷àê, À. Ãëàä÷óê, Ìåòàëëîôèçèêà è íîâåéøèå òåõíîëîãèè 22, 18 (2000). 15. Ñ.Ñ. Êó÷åðåíêî, Â.Ï. Ïàùåíêî, Ï.È. Ïîëÿêîâ, Â.À. Øòàáà, À.À. Øåìÿêîâ, ÔÍÒ 27, 761 (2001). 16. Ò.È. Àðáóçîâà, È.Á. Ñìîëÿê, Ñ.Â. Íàóìîâ, À.À. Ñàìîõâàëîâ, À.Â. Ìîñòîâùèêîâ, Í.È. Ñîëèí, ÆÝÒÔ 116, 1664 (1999). 17. Ê.Í. Ìèõàëåâ, Ñ.À. Ëåêîìöåâ, À.Ï. Ãåðàùåíêî, Â.Å. Àðõèïîâ, À.Â. Êîðîëåâ, ß.Ì. Ìóêîâñêèé, À.À. Àðñåíîâ, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 72, 867 (2000). 18. Ê.Í. Ìèõàëåâ, Ñ.À. Ëåêîìöåâ, À.Ï. Ãåðàùåíêî, Â.Â. Ñåðèêîâ, È.À. Ôîãåëü, À.Ð. Êàóëü, ÔÌÌ 93, 32 (2002). 19. Ë.È. Êîðîëåâà, Ð.Â. Äåìèí, À.Ì. Áàëáàøîâ, Ïèñü- ìà â ÆÝÒÔ 65, 449 (1997). 20. Î.Þ. Ãîðáåíêî, Ð.Â. Äåìèí, À.Ð. Êàóëü, Ë.È. Êî- ðîëåâà, Ð. Øèì÷àê, ÔÒÒ 40, 290 (1998). 21. Ð.Â. Äåìèí, Ë.È. Êîðîëåâà, Ð. Øèì÷àê, Ã. Øèì- ÷àê, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 75, 402 (2002). 22. À.Ï. Íîñîâ, Ï. Ñòðîáåëü, ÔÌÌ 93, 50 (2002). 23. I.O. Troyanchuk, D.D. Khalyavin, S.V. Trukhanov, G.N. Chobot, H. Szymczak, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 70, 583 (1999). 24. I.O. Troyanchuk, S.V. Trukhanov, H. Szymczak, J. Przewoznik, and K. Bärner, ÆÝÒÔ 120, 183 (2001). 25. J. Maartense, J. Appl. Phys. 53, 2466 (1982). 26. W.H. Meiklejohn and C.P. Bean, Phys. Rev. 105, 904 (1957). 27. R.P. Borges, W. Guichard, J.G. Lunney, J.M.D. Coey, and F. Ott, J. Appl. Phys. 89, 3868 (2001). 28. Þ.À. Áîéêîâ, Ò. Êëàåñîí, À.Þ. Áîéêîâ, ÆÒÔ 71, 54 (2001). Anomalous hysteresis in magnetoresistive ceramic and film samples of (La0.8Sr0.2)1–xMn1+xO3 (0� õ � 0.4) V.T. Dovgij, A.I. Linnik, V.P. Pashchenko, V.N. Derkachenko, V.K. Prokopenko, V.A. Turchenko, N.V. Davydeiko, V.Ya. Sycheva, V.P. Dyakonov, A.V. Klimov, and H. Szymczak The crystal structure, magnetization and magnetoresistive effect in ceramic samples of (La0.8Sr0.2)1–xMn1+xO3 annealed at 1150�Ñ and 1500�Ñ were studied. It is shown that additional annealing of the ceramic samples at T = 1500�Ñ results in considerable changes of magnetization and a 2–3 times increase in the magnetore- sistance effect depending on õ. An «anomalous» magnetic hysteresis in the initial portions of the magnetization curves was observed both in the ceramic and in film samples (the latter were de- posited by a laser method). It is found that the value of the «anomalous» magnetic hysteresis de- pends on composition (õ) of the samples and an- nealing temperature. A mechanism of the «anom- alous» hysteresis which is connected with the existence and of ferromagnetic and antiferro- magnetic phases their interaction is proposed. 386 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 Â.Ò. Äîâãèé è äð.

Аномальный гистерезис в магниторезистивных керамических и пленочных образцах (La₀,₈Sr₀,₂)₁₋xMn₁₊xO₃ (0≤ х ≤ 0,4)

Institution

Ähnliche Einträge