Эволюция зарядовой, спиновой и упругой подсистем в двойных искаженных перовскитах Ca(CuxMn3-x)Mn4O12

• Автор: Волкова, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ГЛАВА 1. МАНГАНИТЫ С ЭФФЕКТОМ КОЛОССАЛЬНОГО МАГНИТОСОПРОТИВ ЛЕНИЯ

1.1. Спиновое, орбитальное и магнитное упорядочение в манганитах

1.1.1. Сверхобменное взаимодействие

1.1.2. Механизм двойного обмена

1 Л.З. Транспортные свойства. Эффект колоссального и туннельного магнитосопротивления

1.2. Двойные искаженные перовскиты АС3В4О12

1.2.1 Структурные и фазовые переходы в ИаМп7012

1.2.2. Структурные и фазовые переходы в СаМп70]2

1.2.3. Эволюция магнитных и транспортных свойств в Са(Мпз.хСих)Мп4012 и Сао.5Пао.5(Мп3.хСих)Мп4012
1.2.4. Магнетизм и отрицательное магнитосопротивление в ИЕСи3Мп4012 (ЯЕ=У - Тш и ТЬ)

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Синтез манганитов с эффектом колоссального магнитосопротивления
2.2. Фазовый состав и морфология образцов
2.3. Методика калориметрических измерений
2.4. Методики магнитных измерений
2.4.1. Индукционный магнитометр
2.4.2. СКВ ИД магнитометр
2.4.3. Вибрационный магнитометр
2.4.4. Магнитометр импульсных полей
2.5. Методики измерения транспортных свойств
2.5.1 Методика измерения удельного сопротивления
2.5.2 Методика измерения магнитосопротивления

2.6. Методика измерения коэффициента теплового расширения
2.7. Мессбауэровская спектроскопия
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ПЕРОВСКИТНЫХ ФАЗ Са(Мп3.хСих)Мп4012
3.1 Анализ химического и фазового состава образцов
3.2 Оптимизация метода пиролиза аэрозоля
ГЛАВА 4. ЭВОЛЮЦИЯ ЗАРЯДОВОЙ, СПИНОВОЙ И УПРУГОЙ ПОДСИСТЕМ В ФАЗЕ СаМп70,2 С ТЕМПЕРАТУРОЙ
4.1. Рентгенофазовый анализ СаМп7012
4.2. Структурные исследования СаМп70[2 с помощью синхротронного излучения
4.3. Кинетические свойства СаМп7012
4.4. Теплоемкость СаМп7012
4.5. Тепловое расширение СаМп70)2
4.6. Магнитные свойства СаМп70]2
4.7. Мессбауэровские исследования СаМп70)2 :57Ре
ГЛАВА 5. ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И ЭФФЕКТ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЯ В Са(СихМп3.х)Мп4012
5.1. Магнитные свойства Са(СихМп3.х)Мп40]2
5.2. Тепловые свойства Са(СихМп3.х)Мп4012
5.3. Кинетические свойства Са(СихМп3.х)Мп4012
5.4. Эффект отрицательного магнитосопротивления в
Са(СихМп3.х)Мп4012
5.5 Природа ферримагнетизма в Са^щМщ.ДМщО^
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК ПУБЛИКАЦИИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перовскитоподобные металлооксиды на основе переходных элементов демонстрируют многообразие интересных физических свойств, включая высокотемпературную сверхпроводимость, переход металл - изолятор и целый набор магнитных кооперативных явлений. Среди них манганиты на основе ИМпОз (Я - редкоземельные катионы) с гетеровалентым легированием одно- и двухвалентными катионами (Са2+, Б г2', Ва2+, к%, и др.) широко известны -}■ как перспективные материалы с колоссальным магнитосопротивлением. Увеличение интереса к исследованию физических свойств сложных оксидов, содержащих марганец с переменной степенью окисления, связано с их потенциальными высокотехнологическими применениями.
Актуальность работы
Манганиты, обладающие эффектом отрицательного
магнитосопротивления, исследуются сравнительно давно. Однако понимания механизмов реализации эффектов, наблюдаемых в этих сложных коррелированных системах, до сих пор не достигнуто^ поэтому решение этой проблемы относится к актуальным задачам современным физики конденсированного состояния. Чувствительность сопротивления к внешнему магнитному полю наблюдалась ранее в особо чистых металлах. В объектах, где длина свободного пробега электронов достаточно велика, под действием магнитного поля электроны закручиваются по циклотронным орбитам. Это приводит к уменьшению эффективной длины свободного пробега носителей, и тем самым к положительному магнитосопротивлению. Этот эффект, однако, неприменим на практике из - за того, что он наблюдается лишь при низких температурах.

что дает теоретическое значение Msat = 9.4цв emu/mol, экспериментально полученная величина составила 9цв emu/mol.
Несмотря на то, что по транспортным свойствам соединения семейства RECu3Mri40i2 отличаются друг от друга довольно сильно, например, ТЬСизМп40]2 демонстрирует металлический ход сопротивления, тогда как в ТтСизМщОп появляется переход диэлектрик - металл (Рис. 1.33 а, Ь), все они демонстрируют отрицательное магнитосопротивление в магнитоупорядоченном состоянии. Температурные зависимости сопротивления и магнитосопротивления в поле Н = 1 Т для соединений ЛЕСизМщОп (RE = Tb, Тш) показаны на Рис. 1.33 а, b [46].
Суммируя представленные литературные данные по исследованию структуры, зарядовой и спиновой подсистем в семействе соединений со структурой двойного искаженного перовскита Ca(CuxMn3.x)Mn40i2 с 0 < х < 3, можно сделать следующие промежуточные выводы.
Для соединения СаМп70[2 надежно установлена природа структурного фазового перехода при Тс = 460 К. Присутствие в октаэдрической подсистеме этого соединения разновалентных ионов марганца в соотношении Мп3+/Мп4+ = 3/1 обуславливает тригональные искажения кубической модификации при фазовом переходе. Дополнительные структурные рефлексы, появляющиеся при ТСо = 250 К, приписываются модуляции зарядовой плотности. Физический механизм формирования этой модуляции в литературе не обсуждался. Эволюция магнитных свойств CaMn70i2 включает фазовые переходы при 50 К и 90 К. Утверждается, что во всем интервале температур существования магнитоупорядоченного состояния сосуществуют две магнитные подсистемы. Волновой вектор одной из них соизмерим с периодом кристаллической решетки в интервале 50 - 90 К. Он становится несоизмеримым с периодом кристаллической решетки