Особенности локальных магнитных и валентных состояний ионов железа в перовскитоподобных соединениях системы Bi1-xSrxFeO3 при x = 0 + 1

• Автор: Коновалова, Анастасия Олеговна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПЕРОВСКИТОПОДОБНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ФЕРРИТА ВИСМУТА, ЛЕГИРОВАННОГО ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫМИ ИОНАМИ (ПО ДАННЫМ ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Особенности кристаллической структуры в перовсктоподобных соединениях на основе феррита висмута
1.2. Особенности локальной магнитной структуры феррита висмута по данным нейтронографических и ЯМР исследований

1.3. Данные мёссбауэровских исследований

1.4. Постановка задачи

ГЛАВА И. СИНТЕЗ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Особенности синтеза исследуемых образцов

2.2. Метод эффекта Мёссбауэра

2.2.1. Эффект Мёссбауэра. Параметры сверхтонких взаимодействий

2.2.2. Мёссбауэровские измерения
2.2.3. Методы обработки мёссбауэровских данных
2.3. Метод ЯМР спектроскопии
2.3.1. Физические основы ЯМР спектроскопии
2.3.2. Релаксационные процессы
2.3.3. Импульсная ЯМР спектроскопия. Спиновое эхо
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ, ЛОКАЛЬНЫХ ВАЛЕНТНЫХ, МАГНИТНЫХ И
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИ НЕЭКВИВАЛЕНТНЫХ СОСТОЯНИЙ

ИОНОВ ЖЕЛЕЗА В ПЕРОВСКИТОПОДОБНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ СИСТЕМЫ В.ЕеОз (х = 0 + 1)
3.1. Особенности кристаллической структуры исследуемых образцов
3.2. Исследование особенностей локальных магнитных и кристаллографичексих состояний ионов железа в мультиферроике ЕПРеОз методами ЯМР и эффекта Мёссбауэра на ядрах 57Ре
3.4. Особенности локальных кристаллографических состояний ионов железа в образцах системы Вм_х8гхРеОз (х = 0 1) выше температуры
магнитного фазового перехода
3.5. Особенности локальных кристаллографических и валентных состояний ионов железа в образцах системы Вц_х8гхРе03 (х = 0 1).
Концентрационные зависимости сверхтонких параметров
3.6. Температурные зависимости сверхтонких параметров (магнитного сверхтонкого поля Н, сдвига центра мёссбауэровского спектра д и квадрупольного сдвига а)
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Современное развитие микроэлектроники требует создания новых материалов с широким диапазоном физических свойств. В настоящее время значительный интерес исследователей вызывает класс материалов, которые получили название мультиферроики. Эти вещества обладают одновременно двумя или более параметрами порядка. Наибольший интерес представляют мультиферроики, проявляющие одновременно магнитное и электрическое упорядочение (магнитные сегнетоэлектрики). Связь между магнитной и электрической подсистемами в мультиферроиках, проявляющаяся в виде магнитоэлектрических эффектов, позволяет с помощью электрического поля управлять магнитными свойствами материала и, наоборот, осуществлять модуляцию электрических свойств магнитным полем. Современные исследования ряда мультиферроиков указывают на перспективность таких материалов для создания сенсоров магнитного поля, устройств записи/считывания информации, устройств спинтроники, СВЧ и других приборов. Поэтому задача синтеза и исследования мультиферроиков является современной и актуальной.
Одним из наиболее перспективных мультиферроиков является феррит висмута В1РеО_(, что в значительной мере связано с его рекордно высокими
температурами сегнетоэлектрического и антиферромагнитного фазовых переходов (IV и Тс намного выше комнатной температуры). Однако магнитоэлектрические взаимодействия в объемных образцах чистого В1Ре03 невелики. Это обусловлено наличием в В1Ре03 пространственной спин-модулированной структуры (ПСМС) циклоидного типа, обнаруженной методом нейтронографии. Несмотря на большое число работ, посвященных исследованию феррита висмута и соединений на его основе, целый ряд вопросов, касающихся этих материалов, остается открытым. Прежде всего, нерешенной остается проблема обнаружения и исследования ПСМС,

изменения порядка точности измерений. Из температурной зависимости изомерного сдвига была определена температура Дебая и &0 = 340±50К.
При мёссбауэровских исследованиях температурной зависимости изомерных сдвигов часто возникает путаница, что именно подразумевается под изомерным сдвигом. В работе [60] дано подробное разъяснение относительно этого вопроса. Для этого авторы [60] рассматривают понятие средний сдвиг центра мёссбауэровского спектра (С5), который рассчитывается как центр тяжести всего спектра. В общем случае сдвиг центра СБ состоит из двух слагаемых:
СБ = 1Б+БОО (1.19)
где 1Б - это изомерный сдвиг, который пропорционален ПЛОТНОСТИ 5-электронов на ядрах железа; ,900 - это сдвиг Доплера второго порядка, который связан со среднеквадратическим атомным смещением и поэтому сильно зависит от температуры. Предполагая, что в первом приближении фононный спектр может быть описан с помощью модели Дебая и, принимая во внимание, что температурной зависимостью изомерного сдвига 1Б можно пренебречь [61], температурная зависимость сдвига центра мёссбауэровского спектра СБ связана с температурой Дебая 0О следующим образом:
(СБ(Т)) = - —ГД 1--йх (1.20)
' 4 1 2тс 8Т в0) '0 ех-1 у ’
где 171 - масса ядра 5Де, к - постоянная Больцмана, с — это скорость света и х = кш/кТ.
Таким образом, температура Дебая определяется из температурной зависимости сдвига центра мёссбауэровского спектра. Стоит также отметить, что авторы работы [60] для определения температуры Дебая использовали значения сдвига центра СБ, полученные из мёссбауэровских спектров, измеренных при температурах выше температуры Нееля (т.е. для парамагнитной фазы), чтобы избежать неопределенности в результатах из-за вклада распределения СТП [60].