Структура и магнитные свойства манганитов Eu1-xSrxMnO3 (x = 0.0, 0.25)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Методами рентгеновской дифракции, термического анализа и магнитометрии исследованы манганиты Eu1-xSrxMnO3 (х = 0.0 0.25). При комнатной температуре они имеют перовскитоподобную структуру, описываемую пр. гр. Pbnm. Частичное гетеровалентное замещение катионов Eu3+ на Sr2+ приводит к снижению ян-теллеровского (Я-Т) искажения кристаллической структуры манганитов за счет уменьшения количества ионов Mn3+, участвующих в механизме искажения. При повышении температуры манганиты европия демонстрируют переход из упорядоченного состояния в неупорядоченное (Я-Т-переход), причем замещение 25% катионов европия стронцием снижает температуру структурного Я-Т-перехода более чем в 4 раза. Исследованные манганиты проявляют магнитный переход парамагнетик–антиферромагнетик с характерной температурой Нееля (ТN). Замещение 25% катионов Eu на Sr приводит к повышению ТN с 49 К при х=0.0 до 65 К.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Оксиды R1−xMxMnO3 на основе переходного металла марганца и редкоземельных элементов (R3+) (с частично замещающими их щелочноземельными ионами (M2+=Ba, Sr, Ca)) интенсивно изучаются в течение последних десятилетий. Эти оксиды обладают широким спектром интересных физических свойств, включая электрические, упругие, термохимические и магнитные [1–4], поэтому они востребованы в качестве материалов для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) [5], катализаторов [6], электронных датчиков и устройств памяти [7]. Манганиты с общей формулой RMnO3 (R=Pr, Nd, Sm–Dy) имеют перовскитоподобную кристаллическую структуру, прототипом которой является перовскит АВО3. Катионы редкоземельных элементов занимают позиции А в этой структуре, а катионы марганца – В. Присутствие в соединении трехвалентного марганца вызывает искажения, называемые ян-теллеровскими (Я-Т), обусловленные упорядочением d-орбиталей Mn [8]. Частичное замещение трехвалентного катиона R3+ на двухвалентный M2+ в манганитах приводит к увеличению среднего радиуса катиона ‹rA› в А-подрешетке и трансформации кристаллической структуры. Это определяет разнообразие магнитных и электрических фаз, свойства которых зависят от типа и концентрации замещающих ионов. Кроме того, гетеровалентное замещение в А-подрешетке увеличивает степень окисления части катионов Mn3+ до Mn4+ в В-подрешетке, чтобы компенсировать общий дисбаланс заряда. Исходный манганит EuMnO3 с понижением температуры демонстрирует свойства антиферромагнетика (АФМ) А-типа, замещение элементами Sr и Ca усиливает ферромагнитную (ФМ)-область. Температура перехода АФМ → ФМ зависит от вида замещающих катионов, входящих в состав соединения, и их концентрации [9, 10]. Такое поведение объясняется теорией «двойного обмена» как следствие обмена электронами между Mn3+ и Mn4+. В манганитах Eu1-xSrxMnO3 ион Eu3+ обладает немагнитным основным состоянием (J = 0) из-за малого ионного радиуса. Поэтому магнитное состояние манганитов европия определяется обменными взаимодействиями между разновалентными ионами Mn [11]. Гетеровалентное замещение Eu3+/Sr2+ увеличивает температуру магнитного упорядочения и повышает электропроводность манганитов европия [12].

Сложное магнитное состояние зафиксировано в манганите Eu0.55Sr0.45MnO3 при изменении температуры и магнитного поля. Без магнитного поля в широком диапазоне температур выше 100 К он остается в состоянии, подобном состоянию Гриффитса, характеризующемся наличием ФМ-кластеров в основном АФМ-состоянии при температуре ниже 100 К. При приложении поля 0.8–1 Тл в АФМ-фазе возникает и растет ФМ-фаза, что приводит к серии фазовых переходов: сначала парамагнитная фаза (ПM)→ АФМ, затем АФМ→ ФM. При поле более 2.3 Тл фиксируется простой ПM–ФM-переход [13]. Манганиты Eu1-xSrxMnO3 интересны тем, что катион европия может быть в двух степенях окисления – 2+ и 3+ [12]. В этой системе, кроме двойного обмена, может происходить реакция Eu3+(4f 6)+Mn3+(3d4) ↔ Eu2+(4f 7)+Mn4+(3d3). Много исследований проведено с высокими уровнями допирования (0.45 ≤ х ≤ 0.6) [11-13], но влияние малых концентраций стронция на структуру и магнитные свойства манганитов европия менее исследованы.

Целью работы является установление связи физико-химических свойств (кристаллической структуры, магнитных характеристик) манганитов европия с температурой и химическим составом при гетеровалентном замещении стронцием по А-подрешетке перовскитоподобной структуры, что позволит найти составы, подходящие для использования в качестве ТОТЭ или электронных датчиков и устройств памяти.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Образцы манганитов Eu1-xSrxMnO3 (x=0.0; 0.25) были синтезированы методом твердофазной реакции. Исходными материалами для синтеза служили: Eu2O3 (Merck Aldrich, 99.9%), SrСО3 (qualified as “high purity”) и Mn2O3 (Sigma-Aldrich, 99.9%). Для удаления адсорбированной влаги исходные компоненты предварительно прокаливали при t = 500°С в течение 8 ч. Затем их смешивали в необходимых пропорциях, прессовали при давлении 150 МПа в таблетки и проводили обжиг при температуре 1380°C в течение 70 ч на воздухе с последующим охлаждением внутри печи. Фазовый состав полученных образцов исследовали на дифрактометре XRD-7000 (Shimadzu) в CuKa-излучении в диапазоне углов 20°–70° по 2θ с шагом 0.03° и выдержкой в точке 2 с. Высокотемпературные рентгеновские исследования проведены с помощью приставки НА-1001 (Shimadzu) при нагреве в интервале температур 20-1200°С (скорость нагрева 10°С /мин), выдержке при каждой температуре 10 мин и последующей съемке в диапазоне углов 20°–60° по 2 θ с шагом 0/02° и выдержкой 1.5 с.

Изучение особенностей термических свойств соединений выполнено на приборе синхронного термического анализа STA 449 F3 (NETZSCH) с одновременной регистрацией тепловых эффектов и изменения массы образцов. Эксперимент проведен при линейном нагреве со скоростью 10°С /мин от комнатной температуры до 1200°C.

Магнитные измерения проводились с использованием криогенного вибрационного магнитометра CFS-9T-CVTI в диапазоне температур от 4 до 300 К и магнитных полей до 50 кЭ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Синтезированные образцы имеют при комнатной температуре структуру перовскита, описываемую пр. гр. Pbnm (рис.1). Соотношение параметров элементарной ячейки для манганитов EuMnO3 и Eu0.75Sr0.25MnO3 (c/√2 < a < b) характерно для искаженной O’-фазы с орбитальным упорядочением, вызванным эффектом Я-Т [14].

 

Рис. 1. Дифрактограммы манганитов EuMnO3 (а) и Eu0.75Sr0.25MnO3 (б).

 

Из рис. 1 видно, что с введением стронция снижается степень искажения перовскитоподобной структуры, что выражается в сближении пиков 110 и 002, (211 и 022, 020 и 112, а также 132 и 312. Рефлексы 023, 131, 311 и 024 исчезают. Таким образом, структура Eu0.75Sr0.25MnO3 становится более симметричной по сравнению с чистым манганитом европия, приближаясь к тетрагональной.

Перовскитоподобные манганиты демонстрируют большую чувствительность к величине фактора толерантности Гольдшмидта t = (rR + rO)/√2(rMn + rO), который показывает степень отклонения от идеальной (кубической) структуры перовскита, где t = 1. При достаточно низких значениях t кубическая симметрия нарушается наклонами и поворотами октаэдров MnO6. В перовскитоподобных манганитах редкоземельных элементов энергетически активными орбиталями являются орбитали Mn d3z2-r2 и dx2-y2 [14]. Для устранения вырождения внешней d-орбитали Mn Я-Т-искажения трансформируют октаэдр MnO6. Это позволяет компенсировать несоответствие в длинах связей между R–O и Mn–O для того, чтобы реализовать устойчивость структуры при t<1. Гетеровалентное замещение части катионов Eu3+на Sr2+ в структуре манганита EuMnO3 увеличивает средний радиус катиона в А-подрешетке и приводит к смешанному валентному состоянию ионов марганца Mn3+(3d4)/Mn4+(3d3) в В-подрешетке. Повышение степени окисления некоторой части ионов марганца Mn3+ (rэф = 0.65 Å) до Mn4+(rэф = 0.53Å) способствует увеличению t и приводит к стабилизации структуры за счет уменьшения степени искажения. Замещение европия Eu3+ (rэф =1.120 Å) стронцием Sr2+ (rэф = 1.31 Å) в манганите Eu1-xSrxMnO3 увеличивает среднее значение ионного радиуса в А-подрешетке и также увеличивает значение фактора толерантности. Искажение перовскитоподобной структуры по отношению к идеальной показывает величина орторомбической деформации D (%) [9], определяемая из соотношения

D = 1/3S3n=1 |(an ā)/ā×100|, a1 = a, a2 =b, a3 = c/√2, ā = (abc/√2)1/3. (1)

Как видно из табл. 1, при замещении 25% катионов европия стронцием в А-подрешетке и, следовательно, росте фактора толерантности Гольдшмидта t (т.е. приближении элементарной ячейки к кубической) D снижается (тaбл. 1).

 

Таблица 1. Параметры элементарной ячейки, средний радиус иона в А-позиции (‹rA›), фактор толерантности Гольдшмидта (t) и величина орторомбической деформации (D) образцов Eu1-xSrxMnO3 (х = 0.0, 0.25)

Образец

a, Å

b, Å

c, Å

V, Å3

rA

t

D, %

EuMnO3

5.3264(1)

5,8431(1)

7.4421(2)

231.59(3)

1.12

0.873

4.42

Eu0.75Sr0.25MnO3

5.4210(1)

5.5374(1)

7.6270(2)

228.91(4)

1.16

0.890

1.06

 

Структурные параметры образцов при комнатной температуре определены методом Ритвельда с использованием программного комплекса EXPGUI [15]. Длины связей Mn–O и углы Mn–O–Mn являются значимыми структурными параметрами. Эволюция углов наклона и длин связей Mn–O в октаэдрах MnO6 при замещении 25% катионов европия стронцием в манганите EuMnO3 представлены в табл. 2. В структуре перовскитоподобных манганитов каждый атом кислорода связан с двумя атомами марганца соседних октаэдров, поэтому наблюдается последовательное искажение октаэдров. В идеальной кубической ячейке перовскита углы Mn–O–Mn составляют 180°. Искажение Я-Т вызывает наклон октаэдров MnO6, который характеризуется отклонением от идеального. Наклон октаэдров вдоль вертикальной оси кристалла можно рассчитать по выражению j1 = (p-|Mn–O1–Mn|)/2, в горизонтальной плоскости по выражению j2 = (p-|Mn–O2–Mn|)/2 [10]. Значения j1 и j2 уменьшаются с введением стронция в А-подрешетку структуры. В результате увеличения среднего радиуса катиона в А-подрешетке, когда часть европия замещается стронцием, происходит трансформация октаэдров MnO6 за счет увеличения апикальной связи Mn–O1 и усреднения связей Mn–O2. Также наблюдается увеличение углов Mn–O–Mn.

 

Таблица 2. Структурные характеристики образцов Eu1-xSrxMnO3 (х = 0.0, 0.25) при комнатной температуре

Образец

EuMnO3

Eu0.75Sr0.25MnO3

Eu/Sr–О1(Å)

2.6036(1)

2.4109(1)

 

3.2653(2)

3.0307(2)

 

2.3547(2)

2.4983(1)

<Eu/Sr–O1> (Å)

2.7412

2.6466

Eu/Sr–O2×2 (Å)

2.6527(1)

2.6802(2)

 

2.2824(1)

2.2941(1)

 

2.6135(1)

2.6039(1)

<Eu/Sr–O2> (Å)

2.5162

2.5261

Mn–O1(m)×2 (Å)

1.9143(1)

1.9406(1)

Mn–O2(l)×2 (Å)

2.1532(1)

2.1072(1)

Mn–O2(s)×2 (Å)

1.8938(1)

1.9191(1)

<Mn–O> (Å)

1.9871

1.9889

Mn–O1–Mn (°)

147.32

158.59

Mn–O2–Mn (°)

146.43

148.49

j1

16.34

10.71

j2

16.79

15.76

σJT

0.117

0.084

WRp, %

22.3

19.5

Rp, %

16.3

15.2

χ2

2.61

2.40

RBr, %

8.43

7.15

 

В структуре O’-типа искажение октаэдра MnO6, вызванное Я-Т-воздействием, реализуется за счет трех разновеликих длин связей Mn–O: длинной (l), короткой (s) и средней (m). Оценить относительное Я-Т-искажение октаэдрического окружения Mn3+JT) можно из соотношения [10]

σJT =√(1/3Σi [[(Mn–O)i – ⟨Mn–O⟩i]2 , (2)

где ⟨Mn–O⟩ – среднее значение длин связей.

В манганите европия с замещенным стронцием длины связей Mn–O1(m) и Mn–O2(s) увеличиваются, а Mn–O2(l) уменьшается. Зафиксированное изменение в структурных параметрах (длины связей Mn–O и углы Mn–O–Mn) свидетельствует о том, что эффект Я-Т ослабевает в результате замещения по А-подрешетке за счет снижения концентрации ионов Mn3+. Наибольшее значение Я-Т-искажения (σJT) показывает исходный манганит EuMnO3 (табл. 2), имеющий наибольшее количество Я-Т-ионов Mn3+. Зафиксированное изменение в структурных параметрах свидетельствует о том, что эффект Я-Т ослабевает в результате замещения по А-подрешетке за счет снижения концентрации ионов Mn3+, соответственно, наблюдается понижение значения параметра σJT при замещении. Изменения симметрии соединений в пределах рассматриваемого уровня замещения (x = 0.25) не наблюдается.

Переход манганитов европия из упорядоченного состояния в неупорядоченное (O’→О) может быть вызван как изменением химического состава вследствие замещения, так и повышением температуры. При использованном нами уровне замещения при комнатной температуре переход O’→О не зафиксирован.

При нагреве образцов от комнатной температуры до 1200°C, по данным термического анализа (рис. 2), для исходного манганита EuMnO3 определен температурный диапазон разрушения орбитального порядка, вызванного эффектом Я-Т (эндоэффект на кривой ДСК, обозначенный штриховыми линиями, при пиковой температуре 1042°C). Температура перехода Я-Т снижается до t=250°C при замещении европия на стронций при х=0.25. Полученный результат не противоречит данным [16], где наблюдалось подобное снижение температуры перехода Я-Т (O’→О) в перовскитах, вызванное заменой редкоземельного металла на щелочноземельный. Гетеровалентное замещение европия на стронций уменьшает количество ионов Mn3+, которые могут участвовать в механизме искажения. Таким образом, степень искажения, зависящая от концентрации стронция, и температура перехода O’→О взаимосвязаны.

 

Рис. 2. TГ- и ДСК-кривые манганитов европия Eu1-xSrxMnO3.

 

Согласно данным термогравиметрии (рис. 2), на начальной стадии нагрева наблюдается незначительная убыль массы (-0.05%) исходного манганита EuMnO3, обусловленная удалением адсорбированных на поверхности образца газов. При последующем нагреве его масса практически не изменяется, окисления образца не происходит. Процесс окисления в перовскитоподобных манганитах связан с разрушением Я-Т-упорядочения.

Поскольку температура разрушения Я-Т-упорядочения исходного манганита достаточно высокая, последующий нагрев до температуры 1200°C (в условиях нашего эксперимента) не успевает привести к его окислению. Остаточная масса манганита EuMnO3 в конце нагревания составляет 99.96%. Потеря массы манганита Eu0.75Sr0.25MnO3 на начальном этапе нагрева (0.11%) практически компенсируется по мере повышения температуры за счет его окисления после Я-Т-перехода.

Переход Я-Т в манганитах европия был подтвержден с помощью высокотемпературной рентгеновской дифракции (рис. 3). Температурные зависимости параметров элементарной ячейки манганитов демонстрируют уменьшение параметра b и увеличение параметров а и c. Значения параметров a и c/√2 сходятся (рис. 3) в области перехода Я-Т. Выше этой температуры соотношение параметров элементарной ячейки становится a < c/√2 < b, что указывает на переход из упорядоченной фазы в неупорядоченную (O’→О). Это фазовый переход первого рода, поэтому существует двухфазная область (рис. 3). Кооперативное Я-Т-искажение устраняет вырождение орбитали Mn3+ ниже температуры перехода TJT, а ниже температуры T* существует дальний порядок орбиталей 3d3x2-r2 и 3d3y2- r2 [17].

 

Рис. 3. Tемпературные зависимости параметров элементарной ячейки образцов Eu1-xSrxMnO3 с х = 0.0 (а), 0.25 (б); Т* – температура начала орбитального упорядочения, TJT – температура Я-Т -перехода.

 

В перовскитоподобных манганитах RMnO3 магнитные свойства тесно связаны с искажением их кристаллической структуры. Увеличение среднего радиуса в А-подрешетке при замещении 25% катионов Eu на Sr изменяет значимые структурные параметры: длины связей Mn–O, Eu(Sr)–O. Изменение соотношения ионов Mn3+/Mn4+ в результате замещения приводит к уменьшению Я-Т-искажения, которое проявляется изменением наклона октаэдров MnO6 и увеличением углов Mn–O–Mn. Увеличение углов Mn–O–Mn, с точки зрения обменного взаимодействия, облегчает возможность переноса электрона eg между соседними разновалентными ионами марганца вдоль цепей Mn3+→O2-→Mn4+. Таким образом, орбитальный порядок, определяемый степенью Я-Т-искажения, изменяет магнитное состояние манганитов.

Изменение приложенных воздействий, таких как температура (как повышение, так и понижение) и магнитное поле, влияет на трансформацию кристаллической и электронной структуры манганитов. По температурным зависимостям намагниченности манганитов европия определена температура Нееля (TN) (рис. 4), которая смещается в сторону высоких температур по мере увеличения содержания стронция. При замещении стронцием доля ионов Mn4+ увеличивается, обеспечивая повышенную энергию двойного обменного взаимодействия и, следовательно, высокие температуры Нееля. Снижение орторомбического (D) и Я-Т-искажений (σJT) в результате замещения европия стронцием определяет возможную передачу проводящего электрона в eg-состоянии между соседними участками Mn. Гетеровалентное замещение Eu/Sr в манганитах приводит к перераспределению электронной плотности между A- и B-подрешетками за счет изменения зарядового состояния части катионов Mn. Таким образом, локализация дополнительных электронов на 3d-уровне в В-подрешетке обеспечивает увеличение магнитного момента манганитов. Это приводит к росту намагниченности и магнитной восприимчивости в замещенном стронцием манганите европия. Также растет и парамагнитная температура (θ). При этом меняется ее знак с отрицательного на положительный. Данный факт указывает на развитие ферромагнитных корреляций в антиферромагнитной подсистеме марганца. Изменение характеристического параметра температуры – Кюри-Вейсса (θ) – с замещением части трехвалентных катионов двухвалентными по А-подрешетке типично для подобных систем. Во-первых, мы видим, что θ растет при допировании стронцием. Во-вторых, введение двухвалентного стронция в структуру приводит к перераспределению заряда между катионами Mn, изменяя соотношение Mn3+/Mn4+, углы связи Mn–O–Mn и длины связей Mn–O, и в конечном итоге – к смене знака парамагнитной температуры (θ) с отрицательного на положительный. Это свидетельствует о доминировании ферромагнитных корреляций в образце, содержащем стронций.

 

Рис. 4. Температурные зависимости намагничивания (m) и обратной магнитной восприимчивости (c-1) манганитов европия EuMnO3 (а) и Eu0.75Sr0.25MnO3 (б).

 

Изотермические зависимости намагниченности (рис. 5) демонстрируют петли гистерезиса для обоих манганитов. Форма петель гистерезиса свойственна сильно анизотропным материалам. Уменьшение магнитного поля от максимального значения приводит к линейному уменьшению намагниченности, за которым следует плавная кривизна в малых полях. Ширина петли гистерезиса уменьшается при замещении части катионов Eu3+ на катионы Sr2+.

 

Рис. 5. Изотермические зависимости намагниченности манганитов европия EuMnO3 (а) и Eu0.75Sr0.25MnO3 (б) при Т=4К.

 

Следует обратить внимание на изменение коэрцитивной силы (Hc) манганита европия при допировании стронцием. Коэрцитивная сила является структурно-чувствительной характеристикой. Существенное понижение значения Hc (табл. 3) при замещении 25% катионов Eu на Sr обусловлено снижением вырождения eg-уровня, которое определяет изменение структурных характеристик: длин связей Eu(Sr)–O, Mn–O и углов Mn–O–Mn.

 

Таблица 3. Магнитные характеристики манганитов европия

Образец

TN, K

θ, K

μeff, μB

Hc, Э

Источник

EuMnO3

49

-87.7

6.24

9200

Наши данные

Eu0.75Sr0.25MnO3

65

96

6.93

1000

Наши данные

Eu0.7Sr0.30MnO3

62

63

6.8

-

[18]

Eu0.70Ca0.30MnO3

74

47

5.9

-

[18]

Eu0.98Mn1.02O3

85

22.3

6.95

-

[19]

 

Наши данные коррелируют со значениями магнитных параметров для образца Eu0.7Sr0.30MnO3 из работы [18]. Там же приведены данные для манганита европия, допированного кальцием. Тенденция изменения магнитных характеристик при гетеровалентном замещении Eu3+/Ca2+ (rэф Ca2+ = 1.18 Å) подобна установленной в нашей работе. Необходимо отметить, что манганит Eu0.70Ca0.30MnO3 имеет моноклинную структуру в отличие от замещенных стронцием манганитов, рассматриваемых в нашей работе, имеющих орторомбическую структуру. Из табл. 3 видно, что введение в А-подрешетку двухвалентного катиона с меньшим ионным радиусом (rCa = 1.18 Å) увеличивает температуру Нееля, но уменьшает эффективный магнитный момент.

Другим способом изменения магнитных свойств EuMnO3 является изменение катионного соотношения между А- и В-подрешетками, так называемое самолегирование [19]. Мы провели дополнительное исследование магнитных свойств образца Eu0.98Mn1.02O3. Степень ромбического искажения, обусловленная эффектом Я-Т, ослабевает с уменьшением концентрации ионов Mn3+ и зависит от химического состава, валентного состояния марганца и размещения ионов марганца разной валентности в неэквивалентных кристаллографических позициях. В этом соединении присутствуют ионы Mn2+, которые являются продуктом реакции диспропорционирования2Mn3+ = Mn2+ + Mn4+. При этом сокращается число Я-Т-ионов Mn3+, уменьшается степень искажения. Для сохранения электронейтральности в манганите Eu0.98Mn1.02O3 катионы Mn2+ заполняют вакансии в А-подрешетке. Для этого манганита зафиксировано повышение температуры Нееля по сравнению с исходным манганитом EuMnO3 (рис. 6 и табл. 3). Это свидетельствует о том, что замещение трехвалентных катионов в А-подрешетке двухвалентными увеличивает ферромагнитные корреляции.

 

Рис. 6. Температурные зависимости намагничивания (m) и обратной магнитной восприимчивости (c–1) манганита европия Eu0.98Mn1.02O3.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Манганиты Eu1-xSrxMnO3 (х = 0.0, 0.25), синтезированные керамическим способом, при комнатной температуре имеют перовскитоподобную структуру (пр. гр. Pbnm). При повышении температуры эти манганиты демонстрируют Я-Т-переход из упорядоченного состояния в неупорядоченное. Замещение части катионов европия стронцием вызывает снижение температуры Я-Т-перехода с 1042°С (х = 0.0) до 252°С (х = 0.25).

Все исследованные манганиты проявляют магнитный переход ПМ–АФМ с характерной температурой Нееля. Замещение части катионов европия стронцием в Eu1-xSrxMnO3 смещает температуру перехода в сторону более высоких температур: от ТN = 49К при х = 0.0 до ТN = 65К при х = 0.25. Гетеровалентное частичное замещение Eu3+ на Sr 2+ или на Mn2+ в А-подрешетке приводит к увеличению температуры Нееля, что свидетельствует о развитии ферромагнитных корреляций в АФМ-подсистеме марганца.

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Работа выполнена в рамках госзадания ИМЕТ УрО РАН по теме № 122 013 100 200-2 на оборудовании ЦКП “Урал-М”.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

About the authors

О. М. Федорова

Институт металлургии УрО Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: fom55@mail.ru
Russian Federation, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

Л. Б. Ведмидь

Институт металлургии УрО Российской академии наук; Уральский федеральный университет

Email: fom55@mail.ru
Russian Federation, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101; 620002 Екатеринбург, ул. Мира, 19

С. А. Упоров

Институт металлургии УрО Российской академии наук

Email: fom55@mail.ru
Russian Federation, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

References

  1. Sakthipandi К., Hossain А., Rajkumar G. Structure–Property Relations in Rare-Earth Doped Manganite Perovskites // Mater. Res. Found. 2019. V. 57. P. 149-174. https://doi.org/10.21741/9781644900390-7
  2. Troyanchuk I.O., Samsonenko N.V., Kasper N. V., Szymczak H., Nabialek A. Magnetic and Transport Properties of EuMnO3+x Substituted by Ca, Sr and Cr Ions // Phys. Status Solidi A. 1997. V. 160. P. 195-203. https://doi.org/10.1002/1521-396X(199703)160:1 <195::AID-PSSA195>3.0.CO;2-M
  3. Федорова О.М., Ведмидь Л.Б., Балакирева В.Б., Воротников В.А., Балакирев В.Ф. Влияние концентрации бария на структурные свойства и электропроводность твердых растворов Pr1-xBaxMnO3 (x=0, 0.15, 0.25) // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 4. С. 412-418. https://doi.org/10.31857/S0002337X221040047
  4. Константинова Е.И., Литвинов В.А., Рыжков М.А., Коряков А.Д., Леонидов И.А. Термоэлектрические свойства манганитов Ca0.5-xSr0.5LuxMnO3-Δ // Неорган.материалы. 2023. Т. 59. № 12. С. 1365-1371. https://doi.org/10.31857/S0002337X23120059
  5. Li Z., Li M., Zhu Z. Perovskite Catode Materials for Low-temperature Solid Oxide Fuel Cells: Fundamentals to Optimization // Electrochem. Energy Rev. 2021. V. 5. № 2. P. 263-311. https://doi.org/10.1007/s41918-021-00098-3
  6. Ran R., Wu X., Quan C., Weng D. Effect of Strontium and Cerium Doping on the Structural and Catalytic Properties of PrMnO3 Oxides // Solid State Ionics. 2005. V. 176. № 9–10. P. 965-971. http://doi.org/10.1016/j.ssi.2004.11.018
  7. Goto T., Kimura T., Lawes G., Ramirez A.P., Tokura Y. Ferroelectricity and Giant Magnetocapacitance in Perovskite Rare-Earth Manganites // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. № 25. P. 257201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92.257201
  8. Maris G., Volotchaev V., Palstra T. T M. Effect of Ionic Size on the Orbital Ordering Transition in RMnO3-d // New J. Phys. 2004. V. 6. Р.153. https://doi.org/10.1088/1367-2630/6/1/153
  9. Knizek K., Jirak Z., Pollert E., Zounova F., Vraislav S. Structure and Magnetic Properties of Pr1-xSrxMnO3 Perovskites // J. Solid State Chem. 1992. V. 100. P. 292–306. https://doi.org/10.1016/0022-4596(92)90103-3
  10. Karmakar S., Majumdar S., Giri T. Tuning A-site Ionic Size in R0.5Ca0.5MnO3 (R= Pr, Nd and Sm): Robust Modulation in dc- and ac- Transport Behavior // J. Phys.: Condens. Matter. 2011. V. 23. P. 495902. https://doi.org/10.1088/0953-8984/23/49/495902
  11. Nagaraja B.S., Rao A., Okram G.S. Structural, Electrical, Magnetic and Thermal Studies on Eu1-x SrxMnO3 // J. Alloys Compd. 2016. V. 683. P. 308-317. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.05.098
  12. Tadokoro Y., Shan Y-J., Nakamura T., Nakamura S. Crystal Structure and Characterizations of Perovskite Oxides (Eu1-х Srх)MnO3 (0.0≤x≤0.5) // Solid State Ionics. 1998. V. 108. P. 261–267.
  13. Wang J. Z., Sun J. R., Liu G. J., Xie Y. W., Wang D. J., Zhao T. Y., Shen B.G. Magnetic, Electronic and Thermal Transport Properties of Eu0.55Sr0.45MnO3 // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. P. 104428. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.104428
  14. Alonso J.A., Martinez-Lope M.J., Casais M.T., Fernandez-Diaz M.T. Evolution of the Jahn-Teller Distortion of MnO6 Octahedra in RMnO3 Pperovskites (R = Pr, Nd, Dy, Tb, Ho, Er, Y): a Neutron Diffraction Study // Оrg. Chem. 2000. V. 39. P. 917-923. https://doi.org/10.1021/ic990921e
  15. Toby B.H. EXPGUI, a Graphical User Interface for GSAS // J. Appl. Crystallogr. 2001. V. 34. P. 210-213.
  16. Vedmid’ L.B., Fedorova O.M., Kozhina G.A., Uporov S.A. Influence of Strontium Concentration on Structure and Magnetic Properties of Solid Solution Nd1-xSrxMnO3 (x=0; 0.15; 0.25; 0.50) // J. Solid State Chem. 2022. V. 312. Р. 123244. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2022.123244
  17. Mihalik M., Csach K., Kave V. Cooperative Jahn-Teller Effect in NdMn1-xFexO3-d (0≤x≤ 0.2)// J. Alloys Compd. 2021. V. 857. Р. 157612. http://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157612
  18. Mukovskii Y. M., Hilscher G., Michora H., Ionov A. M. Magnetic Properties, Resistivity and Heat Capacity of EuMnO3 and Eu0.7A0.3MnO3 (A=Ca, Sr) Compounds // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. № 1. Р. 7163-7165. http://dx.doi.org/10.1063/1.367628
  19. Cherepanova L. A., Estemirova S. Kh., Mitrofanov V. Ya., Uporov S. A. Cationic Nonstoichiometry, Crystal Structure, and Magnetic Properties of Eu1–x Mn1+ xO3 // J. Supercond. Nov. Magn. 2022. V. 35. P. 3301–3307. https://doi.org/10.1007/s10948-022-06415-1

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. 1. Diffractograms of manganites EuMnO3 (a) and Eu0.75Sr0.25MnO3 (b).

Download (113KB)
3. Fig. 2. TG and DSC curves of Eu1-xSrxMnO3 europium manganites.

Download (131KB)
4. 3. Temperature dependences of the unit cell parameters of the Eu1-xSrxMnO3 samples with x = 0.0 (a), 0.25(b); T* is the temperature of the beginning of the orbital ordering, TJT is the temperature of the I-T transition.

Download (153KB)
5. 4. Temperature dependences of magnetization (m) and reverse magnetic susceptibility (c-1) of europium manganites EuMnO3 (a) and Eu0.75Sr0.25MnO3 (b).

Download (111KB)
6. 5. Isothermal dependences of the magnetization of europium manganite EuMnO3 (a) and Eu0.75Sr0.25MnO3 (b) at T=4K.

Download (80KB)
7. 6. Temperature dependences of magnetization (m) and reverse magnetic susceptibility (c–1) of europium manganite Eu0.98Mn1.02O3.

Download (76KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».