Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀
Методом нейтронной дифракции исследованы магнитная и кристаллическая структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ в диапазоне давлений 0–5 GPa и температур 10–300 K. При температуре ниже Tf ~ 50 K наблюдается магнитное фазовое расслоение, которое характеризуется сосуществованием антифер...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2011
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69414 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ / С.В. Труханов, А.В. Труханов, Д.П. Козленко, А.Н. Васильев // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 1. — С. 54-61. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860250072823889920 |
|---|---|
| author | Труханов, С.В. Труханов, А.В. Козленко, Д.П. Васильев, А.Н. |
| author_facet | Труханов, С.В. Труханов, А.В. Козленко, Д.П. Васильев, А.Н. |
| citation_txt | Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ / С.В. Труханов, А.В. Труханов, Д.П. Козленко, А.Н. Васильев // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 1. — С. 54-61. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Методом нейтронной дифракции исследованы магнитная и кристаллическая структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ в диапазоне давлений 0–5 GPa и температур 10–300 K. При температуре ниже Tf ~ 50 K наблюдается магнитное фазовое расслоение, которое характеризуется сосуществованием антиферромагнитных (АФМ) областей С-типа с областями спинового стекла. Состояние спинового стекла является стабильным под давлением. Анализируются причины и механизм формирования магнитной структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀.
Методом нейтронної дифракції досліджено магнітну і кристалічну структури аніон-дефіцитного манганіту La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ у діапазоні тиску 0–5 GPa і температур 10–300 K. При температурі нижче Tf ~ 50 K спостерігається магнітне фазове розшарування, яке характеризується співіснуванням антиферомагнітних (АФМ) областей С-типу з областями спінового скла. Стан спінового скла є стабільним під тиском. Аналізуються причини і механізм формування магнітної структури аніон-дефіцитного манганіту La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀.
Magnetic and crystalline structures of anion-deficient manganite La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ have been studied by neutron diffraction method at a pressure of 0–5 GPa and a temperature of 10–300 K. For a temperature under Tf ~ 50 K the magnetic phase separation is observed which is characterised by the coexistence of antiferromagnetic regions of C-type and spin-glass regions. Under pressure, the spin-glass state is stable. Reasons and mechanisms for the formation of magnetic structure of anion-deficient manganite La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ are analysed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:42:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 1
© С.В. Труханов, А.В. Труханов, Д.П. Козленко, А.Н. Васильев, 2011
PACS: 62.50.+p, 71.70.Gm, 75.10.Nr, 75.47.Lx
С.В. Труханов1, А.В. Труханов1, Д.П. Козленко2, А.Н. Васильев3
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ
И МАГНИТНУЮ СТРУКТУРЫ АНИОН-ДЕФИЦИТНОГО МАНГАНИТА
La0.70Sr0.30MnO2.80
1Научно-практический центр НАНБ по материаловедению
ул. П. Бровки, 19, г. Минск, 220072, Республика Беларусь
E-mail: truhanov@ifttp.bas-net.by
2Объединенный институт ядерных исследований
ул. Ж. Кюри, 6, г. Дубна, Московская область, 141980, Россия
3Кафедра физики низких температур и сверхпроводимости, МГУ им. М.В. Ломоносова
Воробьевы горы, г. Москва, 119899, Россия
Методом нейтронной дифракции исследованы магнитная и кристаллическая
структуры анион-дефицитного манганита La0.70Sr0.30MnO2.80 в диапазоне давле-
ний 0–5 GPa и температур 10–300 K. При температуре ниже Tf ~ 50 K наблюда-
ется магнитное фазовое расслоение, которое характеризуется сосуществованием
антиферромагнитных (АФМ) областей С-типа с областями спинового стекла.
Состояние спинового стекла является стабильным под давлением. Анализируются
причины и механизм формирования магнитной структуры анион-дефицитного
манганита La0.70Sr0.30MnO2.80.
Ключевые слова: кристаллическая и магнитная структуры, манганиты, нейтрон-
ная дифракция, гидростатическое давление
Манганиты со структурой типа перовскита A1–xA′xMnO3 (A – редкоземель-
ный, A′ – щелочноземельный ионы) проявляют большое разнообразие физи-
ческих свойств в зависимости от типа и степени замещения. Ярким фактом
является наблюдаемый в манганитах эффект колоссального магнетосопро-
тивления, открывающий широкие перспективы их использования в устройст-
вах для хранения информации и датчиках магнитного поля [1,2]. Кроме того,
недавно была установлена практическая возможность использования тонких
пленок на основе оптимально-замещенного манганита La0.70Sr0.30MnO3 для
создания энергонезависимой резистивной памяти с возможностью перезапи-
си, которая позволит заменить существующие Flash- и EEPROM-память, а
также значительно снизит размер элемента памяти – до 30 nm и ниже [3].
Выяснилось, что пленки состава La0.70Sr0.30MnO3 обратимо изменяют тип
проводимости, т.е. переключаются между состояниями с низким и высоким
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 1
55
сопротивлением, при приложении потенциала в несколько вольт: ~ (+5 V) – для
записи и ~ (–8 V) – для стирания информации. Данные, полученные методом
зонда Кельвина, свидетельствуют о том, что подобные изменения в свойствах
электропроводности не просто происходят обратимо, но при этом еще и зави-
сят от последовательности и величины приложенного напряжения. Изучение
химического состава пленок показало, что для состояния с высоким сопротив-
лением характерен ~ 15%-ный избыток ионов La3+, тогда как для состояния с
низким сопротивлением – ~ 6%-ный избыток ионов марганца, при этом ионы
Mn3+/4+ восстанавливаются до Mn2+, что требует дальнейшего изучения [4].
В стехиометрическом оптимально-замещенном манганите La0.70Sr0.30MnO3
с ромбоэдрической кристаллической структурой (пространственная группа
R 3 c, Z = 2) величина температуры Кюри TC ≈ 370 K и является одной из
наибольших, наблюдаемых в манганитах [5]. Введение кислородных вакан-
сий приводит к существенным изменениям в кристаллической структуре и
свойствах твердых растворов La0.70Sr0.30MnO3–δ. При δ > 0.15 образуется но-
вая тетрагональная фаза (I4/mcm) [6]. Исследования магнитных свойств свиде-
тельствуют о подавлении исходного ферромагнитного (ФМ) состояния и воз-
никновении состояния спинового стекла при температуре ниже Tf ~ 50 K [7].
В манганитах Nd(Sm)0.50Ba0.50MnO3 приложение высокого гидростатического
давления до P ~ 5 GPa приводит к появлению ферромагнетизма и подавлению
состояния спинового стекла [8]. При исследовании магнитных свойств анион-
дефицитного твердого раствора La0.70Sr0.30MnO2.85 [9] было установлено, что ха-
рактерной особенностью состояния спинового стекла является наличие ФМ-
кластеров, внедренных в АФМ-матрицу. С увеличением гидростатического дав-
ления в диапазоне до ~ 1 GPa наблюдается увеличение температуры замерзания
магнитных моментов ионов Mn3+ в кластерах и температуры магнитного упоря-
дочения с барическими коэффициентами 4.3 и 12.9 K/GPa, при этом объем ФМ-
части образца увеличивается на 5% [10]. Можно предположить, что приложение
достаточно высоких давлений P > 1 GPa может также привести к возникновению
ФМ-состояния в твердых растворах с большим дефицитом вакансий кислорода
La0.70Sr0.30MnO3–δ (δ > 0.15), как это наблюдается в случае Nd(Sm)0.50Ba0.50MnO3.
В работах [6,9] анализировались только результаты измерений макроско-
пических физических свойств для анион-дефицитного твердого раствора
La0.70Sr0.30MnO2.85 – восприимчивости, намагниченности, теплоемкости,
электросопротивления. При этом детального исследования особенностей
магнитной структуры на микроскопическом уровне с помощью нейтронной
дифракции для анион-дефицитного твердого раствора La0.70Sr0.30MnO2.80 не
проводилось [11]. В настоящей работе представлены результаты влияния вы-
сокого гидростатического давления в диапазоне 0–5 GPa на магнитную и кри-
сталлическую структуры анион-дефицитного манганита La0.70Sr0.30MnO2.80.
Методика приготовления образца La0.70Sr0.30MnO2.80 подробно описана в [12].
Величину содержания кислорода определяли термогравиметрическим методом.
Эксперименты по нейтронной дифракции проводили на спектрометре ДН-12
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 1
56
[13] импульсного высокопоточного реактора ИБР-2 (ЛНФ им. И.М. Франка,
ОИЯИ, Дубна) с использованием камер высокого давления с сапфировыми на-
ковальнями [14] в диапазоне внешних высоких давлений до 4.5 GPa и темпера-
тур 10–300 K. Объем исследуемых образцов составлял V ~ 2.5 mm3. Давление в
камере измеряли по сдвигу линии люминесценции рубина с точностью
~ 0.05 GPa. В качестве величины давления на образце использовали значение,
усредненное по величинам, определенным в нескольких точках поверхности об-
разца. Градиент распределения давления по поверхности образца не превышал
15%. Для проведения измерений с камерой высокого давления при низких тем-
пературах использовали специализированный криостат на базе гелиевого реф-
рижератора замкнутого цикла. Анализ дифракционных данных производили ме-
тодом Ритвельда с помощью программ MRIA [15] и FullProf [16].
Участки дифракционных спектров анион-дефицитного манганита
La0.70Sr0.30MnO2.80, полученные при нормальном и высоком давлениях и
температурах 290 и 10 K, представлены на рис. 1. Характерное расщепление
дифракционного пика в области межплоскостных расстояний d ~ 3.9 Å ста-
новится существенно более выраженным по сравнению с анион-дефицитным
образцом La0.70Sr0.30MnO2.85. Анализ по методу Ритвельда показал, что об-
разец La0.70Sr0.30MnO2.80 описывается единственной кристаллоструктурной
тетрагональной фазой (I4/mcm). Полученные значения параметров элемен-
тарной ячейки при комнатной температуре (a = 5.459(3) Å и c = 8.027(6) Å) хо-
рошо согласуются с результатами [7]. Изменение параметров элементарной
ячейки с ростом давления при комнатной температуре показано на рис. 2.
1 2 3 4 5
0
500
1000
1500
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
200
400
600
In
te
ns
ity
, a
rb
. u
ni
ts
d, Å
MnO
1
2
AFM
MnO
1
2
Рис. 1. Нейтрон-дифракционные спектры анион-дефицитного твердого раствора
La0.70Sr0.30MnO2.80, измеренные при нормальном (кривые 1) и высоком (5 GPa)
(кривые 2) давлениях при Т = 290 и 10 K (вставка), обработанные по методу Рит-
вельда. Паразитный магнитный рефлекс на d = 5.09 Å связан с присутствием не-
большого (~ 3%) количества примеси MnO
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 1
57
0 1 2 3 4 5 6
5.4
5.5
5.6
5.7
57
58
59
60
61
V
La
tti
ce
v
ol
um
e,
Å
3
La
tti
ce
p
ar
am
et
er
s,
Å
P, GPa
a
С понижением температуры (T < Tf ~ 40 K) наблюдается появление нового
магнитного рефлекса (100) на d = 5.43 Å, при этом дополнительный вклад в
ядерные пики не появляется. Такое изменение дифракционных спектров ха-
рактерно для появления АФМ-состояния С-типа [17]. В АФМ-структуре
С-типа магнитные моменты Mn формируют ферромагнитно-упорядоченные
цепочки, ориентированные вдоль тетрагональной оси с, при этом направление
магнитных моментов меняется на противоположное в соседних цепочках. Ха-
рактерная особенность этого состояния – упорядочение d(3z2 – r2)eg орбита-
лей ионов Mn. Рассчитанное значение упорядоченного магнитного момента
ионов Mn составляет μ = 1.4(1)μB при T = 10 K. Оно существенно меньше
ожидаемого для La0.70Sr0.30MnO2.80 значения 4.1μB. Малая величина μ указы-
вает на наличие магнитного фазового расслоения, проявляющегося в сосуще-
ствовании наноскопических (или мезоскопических) АФМ-областей дальнего
магнитного порядка с областями спинового стекла, с приблизительным соот-
ношением объемов этих фаз 15%:85%.
Существенные различия магнитной структуры анион-дефицитных твер-
дых растворов La0.70Sr0.30MnO2.85 и La0.70Sr0.30MnO2.80 тесно связаны с осо-
бенностями их структурного строения и химического состава. В составе
3 2 3 2
0.70 0.30 1 2.85La Sr Mn O+ + + − имеется значительное содержание ромбоэдрической
фазы [11]. В ее кристаллической структуре атомы кислорода занимают по-
зиции одного типа 18(e) (x, 0, 0.25) (в гексагональной упаковке), x ~ 0.456.
Следствием этого являются изотропность кислородных октаэдров MnO6 с
одинаковыми длинами валентных связей Mn–O и углов Mn–O–Mn, а также
отсутствие орбитального упорядочения. В данном случае сверхобменные
взаимодействия Mn3+–O2––Mn3+ для октаэдрической координации являются
ферромагнитными, а для пентаэдрической, вблизи кислородных вакансий –
антиферромагнитными. Конкуренция этих взаимодействий, как предполага-
ется, и приводит к формированию состояния спинового стекла [17], чему
способствует и кристаллоструктурное фазовое расслоение.
Анион-дефицитный твердый раствор 3 2 3 2 2
0.70 0.30 0.90 0.10 2.80La Sr Mn Mn O+ + + + − имеет
тетрагональную кристаллическую структуру, в которой атомы кислорода
Рис. 2. Барические зависимости
параметров элементарной ячейки
тетрагональной фазы анион-
дефицитного твердого раствора
La0.70Sr0.30MnO2.80 при T = 290 K
и их линейная интерполяция
/ 2c
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 1
58
занимают две неэквивалентные пози-
ции: О1–4(а) (0, 0, 0.25) и О2–8(h)
(x, 1/2 + x, 0), x ~ 0.782 [18]. При
этом имеется два типа разновалентных
ионов марганца: Mn3+ (90%) и Mn2+,
а также два типа валентных связей и
углов: Mn–O1 и Mn–O1–Mn ориен-
тированы вдоль тетрагональной оси
c; Mn–O2 и Mn–O2–Mn расположены
в плоскости ab. Кислородные окта-
эдры анизотропно вытянуты вдоль
оси с, что проявляется в формирова-
нии разных длин связей: lMn–O1 =
= 2.007(5) Å, lMn–O2 = 1.946(5) Å
(рис. 3). Эта ситуация приводит к
преимущественному заселению d(3z2 – r2)eg орбиталей, также ориентирован-
ных вдоль оси с [18]. Подобный характер орбитальной поляризации создает
предпочтительные условия для формирования АФМ-состояния С-типа [19].
Преимущественное заполнение кислородными вакансиями позиций типа О2
и наличие орбитального упорядочения определяют АФМ-характер взаимо-
действий Mn3+–O2––Mn2+, Mn3+–O2––Mn3+ в октаэдрической и пентаэдриче-
ской конфигурациях в плоскости ab, что заметно уменьшает эффекты маг-
нитной фрустрации по сравнению с орбитально-разупорядоченной ромбоэд-
рической фазой анион-дефицитного твердого раствора La0.70Sr0.30MnO2.85, а
сверхобменные взаимодействия Mn3+–O2––Mn2+ в направлении оси с имеют
ФМ-характер.
Наиболее вероятным представляется реализация механизма, при котором
формирование ФМ-состояния под давлением в манганитах с исходным со-
стоянием спинового стекла происходит путем укрупнения и объединения
ФМ-кластеров, внедренных в АФМ-матрицу. В отличие от стехиометриче-
ских манганитов, в анион-дефицитных манганитах существуют принципи-
альные ограничения на характерный размер кластеров, поскольку вблизи ки-
слородных вакансий магнитное взаимодействие между соседними кластерами
очень мало из-за большого (~ 3.9 Å) расстояния между ионами Mn и очень
слабого прямого обменного взаимодействия. Концентрация вакансий δ ~ 0.15
приводит к заметной вероятности их обнаружения уже в 1-й и 2-й координа-
ционных сферах, содержащих 6 и 16 ионов кислорода соответственно.
Таким образом, в случае изотропного распределения кислородных вакансий,
имеющего место в ромбоэдрической фазе La0.70Sr0.30MnO2.85, можно оценить
характерный размер ФМ-кластера порядка 1–2 расстояний Mn–O–Mn, т.е.
~ 4–8 Å. Эта оценка сопоставима со значением размера ферромагнитных
кластеров ~ 10 Å, полученным из магнитных измерений [9]. Под давлением
до 1 GPa наблюдалось некоторое увеличение объемной доли ФМ-кластеров,
0 1 2 3 4 5
1.92
1.95
1.98
2.01
M
n–
O
, Å
P, GPa
Рис. 3. Барические зависимости длин
связей Mn–O1 (–●–) и Mn–O2 (–○–) тет-
рагональной фазы анион-дефицитного
твердого раствора La0.70Sr0.30MnO2.80 при
Т = 290 K и их линейная интерполяция
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 1
59
что, по-видимому, связано с усилением ферромагнитных сверхобменных
взаимодействий и увеличением размеров ФМ-кластеров до предельно до-
пустимого максимального значения, определяемого локальной геометрией
распределения вакансий кислорода [20].
Наличие ян-теллеровских катионов Mn3+ с электронной конфигурацией t2g
3eg
1
(S = 2), входящих в состав стехиометрического соединения 3 3 2
3La Mn O+ + − ,
обусловливает O′-орторомбическую (c/ 2 < a ≤ b) симметрию (Pbnm, Z = 4)
его элементарной ячейки. Такой тип искажения элементарной ячейки объяс-
няется кооперативным статическим эффектом Яна–Теллера и антиферро-
дисторсионным упорядочением 2zd орбиталей катионов Mn3+. Эффект Яна–
Теллера заключается в уменьшении свободной энергии вырожденной элек-
тронной системы путем понижения ее симметрии в результате снятия выро-
ждения электронных уровней. Необходимым условием для возникновения
эффекта Яна–Теллера является наличие вырожденной электронной системы.
Это могут быть ионы d
9 и d
7 в низкоспиновом и d
4 в высокоспиновом со-
стояниях. В случае ортоманганитов происходит снятие вырождения eg-уров-
ней Mn3+ в октаэдрическом окружении анионов кислорода.
Для твердых растворов 3 2 3 4 2
1 1 3La Sr Mn Mn Ox x x x
+ + + + −
− − с x > 0.15 концентрация
ян-теллеровских ионов Mn3+ уменьшается ниже критического значения, и
кооперативный статический эффект Яна–Теллера заменяется локальным ди-
намическим. Разрушается также орбитальное упорядочение. Как следствие
этого, элементарная ячейка приобретает O-орторомбическую (a < c/ 2 < b)
симметрию (Pbnm, Z = 4) [21]. Наблюдаемый концентрационный структур-
ный фазовый переход от ромбоэдрической симметрии элементарной ячейки
к тетрагональной, а не к O′-орторомбической указывает на отсутствие в сис-
теме La0.70Sr0.30MnO3–δ при δ > 0.15 кооперативного статического эффекта
Яна–Теллера и антиферродисторсионного упорядочения dz2 орбиталей.
На отсутствие кооперативного статического эффекта Яна–Теллера и ор-
битального упорядочения указывает также незначительное различие длин
связей Mn–O1 и Mn–O2 в тетрагональной фазе. Это различие составляет
~ 3.19%, в то время как для ян-теллеровски искаженных решеток оно дости-
гает ~ 10% [22].
Настоящая работа была частично поддержана РФФИ (гранты № 10-02-
90902 и № 11-02-90900).
1. R. von Helmolt, J. Wecker, B. Holzapfel, L. Schultz, and K. Samwer, Phys. Rev. Lett.
71, 2331 (1993).
2. M.B. Salamon, M. Jaime, Rev. Mod. Phys. 73, 583 (2001).
3. C. Moreno, C. Munuera, S. Valencia, F. Kronast, X. Obradors, C. Ocal, Nano Lett.
10, 3828 (2010).
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 1
60
4. С.В. Труханов, А.В. Труханов, А.Н. Васильев, H. Szymczak, ЖЭТФ 138, 236 (2010).
5. A. Urushibara, Y. Moritomo, T. Arima, A. Asamitsu, G. Kido, Y. Tokura, Phys. Rev.
B51 14103 (1995).
6. С.В. Труханов, ЖЭТФ 127, 107 (2005).
7. С.В. Труханов, И.О. Троянчук, А.В. Труханов, И.А. Бобриков, В.Г. Симкин,
А.М. Балагуров, Письма в ЖЭТФ 84, 310 (2006).
8. N. Takeshita, C. Terakura, D. Akahoshi, Y. Tokura, H. Takagi, Phys. Rev. B69,
180405 (2004).
9. С.В. Труханов, И.О. Троянчук, А.В. Труханов, И.М. Фита, А.Н. Васильев,
A. Maignan, H. Szymczak, Письма в ЖЭТФ 83, 36 (2006).
10. С.В. Труханов, В.В. Федотова, И.О. Троянчук, А.В. Труханов, И.М Фита, H. Szym-
czak, ФТВД 16, № 4, 103 (2006).
11. С.В. Труханов, Д.П. Козленко, А.В. Труханов, ФТВД 19, № 2, 25 (2009).
12. С.В. Труханов, М.В. Бушинский, И.О. Троянчук, Г. Шимчак, ЖЭТФ 126, 874
(2004).
13. V.L. Aksenov, A.M. Balagurov, V.P. Glazkov, D.P. Kozlenko, I.V. Naumov, B.N. Sa-
venko, D.V. Sheptyakov, V.A. Somenkov, A.P. Bulkin, V.A. Kudryashev, V.A. Trounov,
Physica B265, 258 (1999).
14. В.П. Глазков, И.Н. Гончаренко, ФТВД 1, № 1, 56 (1991).
15. V.B. Zlokazov and V.V. Chernyshev, J. Appl. Cryst. 25, 447 (1992).
16. J. Rodriguez-Carvajal, Physica B192, 55 (1993).
17. D.P. Kozlenko, I.N. Goncharenko, B.N. Savenko, V.I. Voronin, J. Phys.: Condens.
Matter 16, 6755 (2004).
18. D.P. Kozlenko, S.V. Trukhanov, Е.V. Lukin, I.O. Troyanchuk, B.N. Savenko, The Eur.
Phys. J. B58, 361 (2007).
19. F.J. Birch, J. Geophys. Res. 91, 4949 (1986).
20. Д.П. Козленко, С.В. Труханов, Е.В. Лукин, И.О. Троянчук, Б.Н. Савенко, В.П. Глаз-
ков, Письма в ЖЭТФ 85, 123 (2007).
21. С.В. Труханов, И.О. Троянчук, Н.В. Пушкарев, Г. Шимчак, ЖЭТФ 122, 356 (2002).
22. T. Chatterji, B. Ouladdiaf, P. Mandal, B. Bandyopadhyay, and B. Ghosh, Phys. Rev.
B66, 054403 (2002).
С.В. Труханов, А.В. Труханов, Д.П. Козленко, А.Н. Васильєв
ВПЛИВ ВИСОКОГО ТИСКУ НА КРИСТАЛІЧНУ І МАГНІТНУ
СТРУКТУРИ АНІОН-ДЕФІЦИТНОГО МАНГАНІТУ La0.70Sr0.30MnO2.80
Методом нейтронної дифракції досліджено магнітну і кристалічну структури аніон-
дефіцитного манганіту La0.70Sr0.30MnO2.80 у діапазоні тиску 0–5 GPa і температур
10–300 K. При температурі нижче Tf ~ 50 K спостерігається магнітне фазове розша-
рування, яке характеризується співіснуванням антиферомагнітних (АФМ) областей
С-типу з областями спінового скла. Стан спінового скла є стабільним під тиском.
Аналізуються причини і механізм формування магнітної структури аніон-
дефіцитного манганіту La0.70Sr0.30MnO2.80.
Ключові слова: кристалічна і магнітна структури, манганіти, нейтронна ди-
фракція, гідростатичний тиск
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 1
61
S.V. Trukhanov, A.V. Trukhanov, D.P. Kozlenko, A.N. Vasiliev
EFFECT OF HIGH PRESSURE ON CRYSTALLINE AND MAGNETIC
STRUCTURES OF ANION-DEFICIENT MANGANITE La0.70Sr0.30MnO2.80
Magnetic and crystalline structures of anion-deficient manganite La0.70Sr0.30MnO2.80
have been studied by neutron diffraction method at a pressure of 0–5 GPa and a tem-
perature of 10–300 K. For a temperature under Tf ~ 50 K the magnetic phase separation is
observed which is characterised by the coexistence of antiferromagnetic regions of C-type
and spin-glass regions. Under pressure, the spin-glass state is stable. Reasons and mechanisms
for the formation of magnetic structure of anion-deficient manganite La0.70Sr0.30MnO2.80 are
analysed.
Keywords: crystalline and magnetic structures, manganites, neutron diffraction, hydro-
static pressure
Fig. 1. Neutron diffraction spectra of anion-deficient solid solution La0.70Sr0.30MnO2.80
measured under normal (curve 1) and high (5 GPa) (curve 2) pressures for T = 290 and 10 K
(insert) processed by the Rietveld method. Parasite magnetic reflex at d = 5.09 Å is due to
the presence of a small (~ 3%) amount of MnO impurity
Fig. 2. Pressure dependences of unit cell parameters of the tetragonal phase of anion-
deficient solid solution La0.70Sr0.30MnO2.80 for T = 290 K and their linear interpolation
Fig. 3. Pressure dependences of Mn–O1 (–●–) and Mn–O2 (–○–) bond lengths of the
tetragonal phase of anion-deficiend solid solution La0.70Sr0.30MnO2.80 for Т = 290 K and
their linear interpolation
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69414 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:42:03Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Труханов, С.В. Труханов, А.В. Козленко, Д.П. Васильев, А.Н. 2014-10-12T18:41:48Z 2014-10-12T18:41:48Z 2011 Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ / С.В. Труханов, А.В. Труханов, Д.П. Козленко, А.Н. Васильев // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 1. — С. 54-61. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 62.50.+p, 71.70.Gm, 75.10.Nr, 75.47.Lx https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69414 Методом нейтронной дифракции исследованы магнитная и кристаллическая структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ в диапазоне давлений 0–5 GPa и температур 10–300 K. При температуре ниже Tf ~ 50 K наблюдается магнитное фазовое расслоение, которое характеризуется сосуществованием антиферромагнитных (АФМ) областей С-типа с областями спинового стекла. Состояние спинового стекла является стабильным под давлением. Анализируются причины и механизм формирования магнитной структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀. Методом нейтронної дифракції досліджено магнітну і кристалічну структури аніон-дефіцитного манганіту La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ у діапазоні тиску 0–5 GPa і температур 10–300 K. При температурі нижче Tf ~ 50 K спостерігається магнітне фазове розшарування, яке характеризується співіснуванням антиферомагнітних (АФМ) областей С-типу з областями спінового скла. Стан спінового скла є стабільним під тиском. Аналізуються причини і механізм формування магнітної структури аніон-дефіцитного манганіту La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀. Magnetic and crystalline structures of anion-deficient manganite La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ have been studied by neutron diffraction method at a pressure of 0–5 GPa and a temperature of 10–300 K. For a temperature under Tf ~ 50 K the magnetic phase separation is observed which is characterised by the coexistence of antiferromagnetic regions of C-type and spin-glass regions. Under pressure, the spin-glass state is stable. Reasons and mechanisms for the formation of magnetic structure of anion-deficient manganite La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ are analysed. Настоящая работа была частично поддержана РФФИ (гранты № 10-02-90902 и № 11-02-90900). ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ Вплив високого тиску на кристалічну і магнітну структури аніон-дефіцитного манганіту La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ Effect of high pressure on crystalline and magnetic structures of aniondeficient manganite La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ Труханов, С.В. Труханов, А.В. Козленко, Д.П. Васильев, А.Н. |
| title | Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ |
| title_alt | Вплив високого тиску на кристалічну і магнітну структури аніон-дефіцитного манганіту La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ Effect of high pressure on crystalline and magnetic structures of aniondeficient manganite La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ |
| title_full | Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ |
| title_fullStr | Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ |
| title_full_unstemmed | Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ |
| title_short | Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита La₀.₇₀Sr₀.₃₀MnO₂.₈₀ |
| title_sort | влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры анион-дефицитного манганита la₀.₇₀sr₀.₃₀mno₂.₈₀ |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69414 |
| work_keys_str_mv | AT truhanovsv vliânievysokogodavleniânakristalličeskuûimagnitnuûstrukturyaniondeficitnogomanganitala070sr030mno280 AT truhanovav vliânievysokogodavleniânakristalličeskuûimagnitnuûstrukturyaniondeficitnogomanganitala070sr030mno280 AT kozlenkodp vliânievysokogodavleniânakristalličeskuûimagnitnuûstrukturyaniondeficitnogomanganitala070sr030mno280 AT vasilʹevan vliânievysokogodavleniânakristalličeskuûimagnitnuûstrukturyaniondeficitnogomanganitala070sr030mno280 AT truhanovsv vplivvisokogotiskunakristalíčnuímagnítnustrukturianíondefícitnogomanganítula070sr030mno280 AT truhanovav vplivvisokogotiskunakristalíčnuímagnítnustrukturianíondefícitnogomanganítula070sr030mno280 AT kozlenkodp vplivvisokogotiskunakristalíčnuímagnítnustrukturianíondefícitnogomanganítula070sr030mno280 AT vasilʹevan vplivvisokogotiskunakristalíčnuímagnítnustrukturianíondefícitnogomanganítula070sr030mno280 AT truhanovsv effectofhighpressureoncrystallineandmagneticstructuresofaniondeficientmanganitela070sr030mno280 AT truhanovav effectofhighpressureoncrystallineandmagneticstructuresofaniondeficientmanganitela070sr030mno280 AT kozlenkodp effectofhighpressureoncrystallineandmagneticstructuresofaniondeficientmanganitela070sr030mno280 AT vasilʹevan effectofhighpressureoncrystallineandmagneticstructuresofaniondeficientmanganitela070sr030mno280 |