Журнал неорганической химии, 2023, T. 68, № 10, стр. 1339-1347

СТРУКТУРА И НЕОБЫЧНЫЕ МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА Mg-СОДЕРЖАЩИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ Y₂FeTaO₇

О. Г. Эллерт^a, Е. Ф. Попова^a, Д. И. Кирдянкин^a, В. К. Имшенник^b, Е. С. Куликова^c, А. В. Егорышева^a, *

^a Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
119991 Москва, Ленинский пр-т, 31, Россия

^b Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН
119991 Москва, ул. Косыгина, 4, Россия

^c Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
123182 Москва, пл. Академика Курчатова, 1, Россия

^* E-mail: anna_egorysheva@rambler.ru

Поступила в редакцию 16.05.2023
После доработки 08.06.2023
Принята к публикации 09.06.2023

EDN: GECLNS
DOI: 10.31857/S0044457X23600937

Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.

Аннотация

Синтезированы Mg-содержащие твердые растворы на основе Y₂FeTaO₇, соответствующие различным механизмам гетеровалентного замещения, а именно: Y₂Fe_0.55Mg_0.3Ta_1.15O₇, Y₂Fe_0.625Mg_0.3Ta_1.075O₇, Y₂Fe_0.7Mg_0.3TaO₇, Y₂Fe_0.7Mg_0.2Ta_1.1O₇, Y₂Fe_0.85Mg_0.15TaO₇, Y_1.85Mg_0.15Fe_0.925Ta_1.075O₇, Y_1.85Mg_0.15FeTaO₇. Показано, что все синтезированные твердые растворы обладают пирохлороподобной слоистой структурой (пр. гр. P3₁21), в которых ионы Fe³⁺ распределены по трем структурным позициям. Магнитные свойства этих твердых растворов обусловлены присутствием небольшой ферромагнитной компоненты в преимущественно антиферромагнитной системе, и характеризуют ферримагнетик или скошенный антиферромагнетик с переходом Нееля (Т_N) выше комнатной температуры. По данным магнитных измерений, во всех изученных образцах происходят два магнитных фазовых перехода в упорядоченную фазу. Наряду с переходом Т_N, в слабых магнитных полях и ниже Т_N регистрируется второй переход, который, наиболее вероятно, обусловлен спиновой переориентацией по типу перехода Морина. Существование магнитного упорядочения при комнатной температуре в одной магнитной подрешетке или внутреннего магнитного поля (H_in) подтверждено методом мессбауэровской спектроскопии.

Ключевые слова: неколлинеарный антиферромагнетик, слабый ферромагнетизм, взаимодействие Дзялошинского–Мория

Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.

Список литературы

Dzyaloshinsky I. // J. Phys. Chem. Solids. 1958. V. 4. P. 241. https://doi.org/10.1016/0022-3697(58)90076-3
Matarrese L.M., Stout J.W. // Phys. Rev. 1954. V. 94. P. 1792. https://doi.org/10.1103/PhysRev.94.1792
Боровик-Романов А.С., Орлова М.П. // ЖЭТФ. 1956. Т. 31. С. 579.
Yuan X., Sun Y., Xu M. // J. Solid State Chem. 2012. V. 196. P. 362. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2012.06.042
Bernal F.L.M., Gonano B., Lundvall F. et al. // Phys. Rev. Mater. 2020. V. 4. P. 114412. https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.4.114412
Eibschütz M., Shtrikman S., Treves D. // Phys. Rev. 1967. V. 156. P. 562. https://doi.org/10.1103/PhysRev.156.562
Dmitrienko V.E., Ovchinnikova E.N., Collins S.P. et al. // Nat. Phys. 2014. V. 10. P. 202. https://doi.org/10.1038/nphys2859
Москвин А.С. // ЖЭТФ. 2021. Т. 159. № 4. С. 607.
Yamaguchi T. // J. Phys. Chem. Solids. 1974. V. 35. P. 479. https://doi.org/10.1016/S0022-3697(74)80003-X
Kurtzig A.J., Wolfe R., LeCraw R.C. et al. // Appl. Phys. Lett. 1969. V. 14. P. 350. https://doi.org/10.1063/1.1652682
Lee J.-H., Jeong Y.K., Park J.H. et al. // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 117201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.117201
Klepov V.V., Pace K.A., Berseneva A.A. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. P. 11554. https://doi.org/10.1021/jacs.1c04245
Zhu W.K., Lu C.-K., Tong W. et al. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. P. 144408. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.144408
Egorysheva A.V., Ellert O.G., Popova E.F. et al. // Mendeleev Commun. 2023 (в печати).
Pressley L.A., Torrejon A., Phelan W.A. et al. // Inorg. Chem. 2020. V. 59. P. 17251. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c02479
Егорышева А.В., Попова Е.Ф., Тюрин А.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. № 11. С. 1154.
Егорышева А.В., Эллерт О.Г., Попова Е.Ф. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 11. С. 1515.
Qian F.Z., Jiang J.S., Jiang D.M. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. P. 025403. https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/2/025403
Kothari D., Reddy V.R., Gupta A. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2010. V. 22. P. 356001. https://doi.org/10.1088/0953-8984/22/35/356001
Ellert O.G., Egorysheva A.V. // Pyrochlore Ceramics. Properties, Processing, and Applications. Amsterdam: Elsevier, 2022. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90483-4.00009-X
Morin F.J. // Phys. Rev. 1950. V. 78. P. 819. https://doi.org//10.1103/PhysRev.78.819.2
Tsymbal L.T., Kamenev V.I., Bazaliy Y.B. et al. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 052413. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.052413
Pinto H., Shachar G., Shaked H. et al. // Phys. Rev. B. 1971. V. 3. P. 3861. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.3.3861
Doroshev V.D., Kharnachev A.S., Kovtun N.M. et al. // Phys. Stat. Sol. B. 1972. V. 51. P. 31. https://doi.org/10.1002/pssb.2220510150
Bertaut I.F. // Acta Crystallogr. A. 1968. V. 24. P. 217. https://doi.org/10.1107/S0567739468000306
Bhattacharjee S., Senyshyn A., Fuess H. et al. // Phys. Rev. B. 2013. V. 87. P. 054417. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.054417