Email this article Магнитное состояние кобальта в слоистом халькогениде Fe4Co3Se8
- Authors: Пискунов Ю.В.1, Оглобличев В.В.1, Садыков А.Ф.1, Акрамов Д.Ф.1,2, Смольников А.Г.1, Геращенко А.П.1, Селезнева Н.В.2, Баранов Н.В.1,2
-
Affiliations:
- Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
- Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
- Issue: Vol 125, No 1 (2024)
- Pages: 16-24
- Section: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
- URL: https://journals.rcsi.science/0015-3230/article/view/259705
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323024010035
- EDN: https://elibrary.ru/ZRTIDQ
- ID: 259705
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Выполнено исследование структурных и магнитных свойств слоистого халькогенида Fe4Co3Se8, обладающего ферримагнитным порядком ниже 196 K, с помощью рентгеновской дифрактометрии, измерений магнитной восприимчивости и спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах 59Co. Найдено, что эффективный магнитный момент ионов железа составляет µэфф ≈ 5.90(5) µB. Определены значения компонент тензоров магнитного сдвига и градиента электрического поля в месте расположения ядер кобальта. Из температурных зависимостей сдвига и восприимчивости в Fe4Co3Se8 сделана оценка сверхтонкого поля, наводимого на ядра Co от соседних ионов железа. Установлено, что ионы кобальта в Fe4Co3Se8 так же, как и в соединении Co7Se8, не обладают собственным магнитным моментом, но имеют наведенный от соседних ионов железа момент µэффCo ≈ 0.36(4) µB, который при переходе в магнитоупорядоченное состояние уменьшается до значения 0.07(1) µB из-за взаимной компенсации вкладов от соседних ионов железа.
Keywords
About the authors
Ю. В. Пискунов
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
Author for correspondence.
Email: piskunov@imp.uran.ru
Russian Federation, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108
В. В. Оглобличев
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
Email: piskunov@imp.uran.ru
Russian Federation, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108
А. Ф. Садыков
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
Email: piskunov@imp.uran.ru
Russian Federation, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108
Д. Ф. Акрамов
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН; Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: piskunov@imp.uran.ru
Russian Federation, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
А. Г. Смольников
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
Email: piskunov@imp.uran.ru
Russian Federation, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108
А. П. Геращенко
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
Email: piskunov@imp.uran.ru
Russian Federation, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108
Н. В. Селезнева
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: piskunov@imp.uran.ru
Russian Federation, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
Н. В. Баранов
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН; Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: piskunov@imp.uran.ru
Russian Federation, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
References
- Pearce C.I., Pattrick R.A.D., Vaughan D.J. Electrical and Magnetic Properties of Sulfides // Rev. Mineral. Geochem. 2006. V. 61(1). P. 127–180.
- Wang H., Salveson I. A review on the mineral chemistry of the non-stoichiometric iron sulphide, Fe1–xS (0 ≤ x ≤ 0.125): polymorphs, phase relations and transitions, electronic and magnetic structures // Phase Transition. 2005. V. 78. P. 547–567.
- Wang J., Cui W., Liu Q., Xing Z., Asiri A.M., Sun X. Recent Progress in Cobalt-Based Heterogeneous Catalysts for Electrochemical Water Splitting // Adv. Mater. 2016. V. 28. P. 215–230.
- Kawaminami M., Okazaki A. Neutron diffraction study of Fe7Se8 // Journal of the Physical Society of Japan. 1967. V. 22. Р. 925. Kawaminami M., Okazaki A. Neutron diffraction study of Fe7Se8 II // J. Phys. Soc. Japan. 1970. V. 29. Iss. 3. P. 649–655.
- Andresen A.F., Leciejewicz J. A neutron diffraction study of Fe7Se8 // J. Phys. 1964. V. 25. Р. 574–578.
- Sato M., Kamimura T., Iwata T. Magnetic properties and anisotropy of (Fe1–xCox)7Se8 // J. Appl. Phys. 1985. V. 57. P. 3244–3246.
- Ибрахим П.Н.Г. Влияние катионного и анионного замещения на структуру и физические свойства слоистых халькогенидов переходных металлов типа M7X8 / Дис... канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург: УрФУ, 2015.
- Sato M., Kamimura T., Shinohora T., Sato T. Magnetic phase diagram of (Fe, Co)7S8 and (Mn, Ti)Sb // J. Magn. Magn. Mater. 1990. V. 90–91. P. 179–180.
- Kamimura T. Correlation between magnetism and lattice spacing c in compounds with NiAs-type structures // J. Phys. 1988. V. 49. P. C8–191–C8–192.
- Sato M., Kamimura T., Shinohora T., Sato T. NMR study of 59Co in (Fe1-xCox)7S8 // J. Magn. Magn. Materi. 1992. V. 104–107. P. 1961–1962.
- Rueff J.P., Kao C.C., Struzhkin V.V., Badro J., Shu J., Hemley R.J., Mao H.K. Pressure-Induced High-Spin to Low-Spin Transition in FeS Evidenced by X-Ray Emission Spectroscopy // Phys. Rev. Letters. 1999. V. 82. P. 3284–3287.
- Miller V.L., Lee W.L., Lawes G., Ong N.-P., Cava R.J. Synthesis and properties of the Co7Se8-xSx and Ni7Se8-xSx solid solutions // J. Solid State Chemistry. 2005. V. 178. P. 1508–1512.
- Baranov N.V., Ibrahim P.N.G., Selezneva N.V., Gubkin A.F., Volegov A.S., Shishkin D.A., Keller L., Sheptyakov D., Sherstobitova E.A. Layer-preferential substitutions and magnetic properties of pyrrhotite-type Fe7-yMyX8 chalcogenides (X = S, Se; M = Ti, Co) // J. Phys. Condensed Matter. 2015. V. 27. P. 286003(12).
- Piskunov Yu.V., Ogloblichev V.V., Sadykov A.F., Akramov D.F., Smol’nikov A.G., Gerashchenko A.P., Selezneva N.V., Baranov N.V. Magnetic State of Layered Cobalt Chalcogenides Co7Se8 and Co7Te8 // JETP Letters 2023. V. 117. P. 54–60.
- Kamimura T. On the Spin Axis Transition in Fe7Se8(3c) // J. Phys. Soc. Japan. 1977. V. 43. P. 1594–1599.
- Li G., Zhang B., Baluyan T., Rao J., Wu J., Novakova A.A., Rudolf P., Blake G.R., Groot R.A.D., Palstra T.T.M. Metal-Insulator Transition Induced by Spin Reorientation in Fe7Se8 Grain Boundaries // Inorganic Chemistry. 2016. V. 55. P. 12912–12922.
- Kamimura T., Iwata T. On the Nature of the Easy-Axis Transition in (Fe1-xCox)7Se8 // J. Phys. Soc. Japan. 1982. V. 51. P. 691–692.
- Геращенко А.П., Верховский С.В., Садыков А.Ф., Смольников А.Г., Пискунов Ю.В., Михалев К.Н. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ #2018663091. Simul 2018. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 22.10.2018 г.
- Абрагам А. Ядерный магнетизм. Пер. с англ. Под ред. Г.В. Скроцкого. М.: Изд. И. Л., 1963. 551 с.
- Винтер Ж. Магнитный резонанс в металлах: Пер. с англ. Под ред. А.П. Степанова. М.: Мир, 1976. 288 с.
- Carter G.C., Bennett L.H., Kahan D.J. Metallic shifts in NMR-review of theory and comprehensive critical data compilation of metallic materials. 1. Review chapters NMR tables, evaluated knight-shifts in metals together with other solid-state and nuclear properties //Progress Mater. Sci. 1977. V. 20. P. 1–378.
- Narath A. Nuclear Spin-Lattice Relaxation in Hexagonal Transition Metals: Titanium // Phys. Rev. 1967. V. 162. P. 320–332.
- Korringa J. Nuclear magnetic relaxation and resonnance line shift in metals // Physica. 1950. V. 16. P. 601–610.
- Obata Y. Nuclear Magnetic Relaxation in Transition Metals // J. the Phys. Soc. Japan. 1963. V. 18. P. 1020–1024.
- Moriya T. Nuclear Magnetic Relaxation in Antiferromagnetics // Progress Theoret. Phys. 1956. V. 16. P. 23–44.
