ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В СОЕДИНЕНИИ La0.75Sm0.25Mn2Si2 МЕТОДОМ ЗОНДОВОЙ 57Fe МЁССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом зондовой 57Fe мёссбауэровской спектроскопии проведено исследование соединения La0.75Sm0.25Mn2Si2 с целью определения магнитного и электронного состояний атомов Mn и их изменений при магнитных фазовых переходах. Получены мёссбауэровские спектры модельного соединения La0.75Sm0.25(Mn0.99Fe0.01)2Si2 с изотопом 57Fe при различных температурах, проведена обработка спектров и выполнен анализ полученных сверхтонких параметров подспектров. Показаны неизменность степени окисления Mn и абсолютной величины его магнитного момента в процессе магнитного фазового перехода первого рода антиферромагнетик–ферромагнетик, а также ковалентный характер химических связей Mn–Si в соединении. Определены углы отклонения магнитных моментов Mn от с-оси и их изменение при изменении температуры.

Об авторах

Сергей Павлович Наумов

Институт физики металлов УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: naumov_sp@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0003-4354-254X
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Александр Михайлович Барташевич

Институт физики металлов УрО РАН

Email: bartashevich@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0003-1406-5537
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Евгений Германович Герасимов

Институт физики металлов УрО РАН

Email: gerasimov@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0002-1975-705X
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Николай Варфоломеевич Мушников

Институт физики металлов УрО РАН

Email: mushnikov@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0002-6354-2558
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Павел Борисович Терентьев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: terentev@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0002-2348-6459
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Василий Семенович Гавико

Институт физики металлов УрО РАН

Email: gaviko@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0002-9841-9293
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Ban Z., Sikirica M. The crystal structure of ternary silicides ThM2Si2 (M = Cr, Mn, Fe, Co, Ni and Cu) // Acta Cryst. 1965. V. 18. P. 594–599.
  2. Li G., Wang J.L., Cheng Z., Ren Q., Fang C., Dou S. Large entropy change accompanying two successive magnetic phase transitions in TbMn2Si2 for magnetic refrigeration // Appl. Phys. Lett. 2015. V. 106. P. 182405.
  3. Guanghua G., Levitin R.Z., Snegirev V.V., Filippov D.V. Magnetostriction of SmMn2Ge2 and GdMn2Ge2 intermetallic compounds // Phys. Solid State. 2001. V. 43. P. 496–500.
  4. Wada H., Yoshioka H., Goto T. Novel magnetic phase transitions and magnetoresistance of GdMn2Ge2 // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V. 14. P. 687.
  5. Szytula A., Siek S. Magnetic properties of the Ce1-xLaxMn2Si2 system // J. Magn. Magn. Mater. 1982. V. 27. P. 49–54.
  6. Dincer I., Elmali A., Elerman Y., Ehrenberg H., Fuess H., Andr ´eG. Neutron diffraction study on PrMn2-xFexGe2 and general magnetic phase diagram for RMn2-xFexGe2 (R: La–Sm) // J. Alloy. Compd. 2006. V. 416. P. 22–30.
  7. Gerasimov E.G., Umetsu R.Y., Mushnikov N.V., Fujita A., Kanomata T. Magnetic anisotropy of La0.75Sm0.25Mn2Si2 compound // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. V. 19. P. 486202.
  8. Герасимов Е.Г., Дорофеев Ю.А., Гавико В.С., Пирогов А.Н., Теплых А.Е., Пак Дж., Пак Дж.Г., Ио А., Конг У. Магнитная структура и магнитные свойства интерметаллического соединения La0.75Sm0.25Mn2Si2 // ФММ. 2002. T. 94. № 2. C. 49–58.
  9. Gerasimov E.G., Mushnikov N.V., Koyama K., Kanomata T., Watanabe K. Positive magneto-resistance and large magnetostriction at first-order antiferro–ferromagnetic phase transitions in RMn2Si2 compounds // J. Phys.: Condens. Matter. 2008. V. 20. P. 445219.
  10. Mushnikov N.V., Gerasimov E.G. Magnetostriction of La0.75Sm0.25Mn2Si2 compound // J. Alloy. Compd. 2016. V. 676. P. 74–79.
  11. Mushnikov N.V., Gerasimov E.G., Terentev P.B., Gaviko V.S., Yazovskikh K.A., Aliev A.M. Magnetic phase transitions and magnetocaloric effect in layered intermetallic La0.75Sm0.25Mn2Si2 compound // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 440. P. 89–92.
  12. Venturini G., Welter R., Ressouche E., Malaman B. Neutron diffraction studies of LaMn2Ge2 and LaMn2Si2 compounds: evidence of dominant antiferromagnetic components within the Mn planes // J. Alloy. Compd. 1994. V. 210. P. 213–220.
  13. Dorofeef Yu.A., Gerasimov E.G., Pirogov A.N., Teplykh A.E., Choi Y.N., Em V.T., Park J.-G. Magnetic structure of La0.75Sm0.25Mn2Si2 // Physica B Condens. Matter. 2004. V. 350. P. E175–E178.
  14. Nowik I., Levi Y., Felner I., Bauminger E.R., Mermelstein C. Multiple magnetic phase transition, dilute Fe hyperfine fields and europium valence instabilities in RMn2Si2-xGex, R = rare earth // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1995. V. 190. No. 2. P. 413–418.
  15. Nowik I., Levi Y., Felner I., Bauminger E.R. New multiple magnetic phase transitions and structures in RMn2X2, X = Si or Ge, R = rare earth // J. Magn. Magn. Mater. 1995. V. 147. P. 373–384.
  16. Venturini G. Magnetic study of the compounds RMn2Ge2 (R = La-Sm, Gd) and RxY1-xMn2Ge2 (R = La, Lu; 0 < x < 1) above room temperature // J. Alloy. Compd. 1996. V. 232. P. 133–141.
  17. Din M.F. Md, Wang J.L., Cheng Z.X., Dou S.X., Kennedy S.J., Avdeev M., Campbell S.J. Tuneable Magnetic Phase Transitions in Layered CeMn2Ge2-xSix Compounds // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 11288.
  18. Podgornykh S.M., Kazantsev V.A., Gerasimov E.G. An analysis of the magnetic components of thermal expansion of the SmMn2Ge2 compound // Phys. Met. Metallogr. 2000. V. 90. P. 571–579.
  19. Matsnev M.E., Rusakov V.S. SpectrRelax: An application for M ¨ossbauer spectra modeling and fitting // AIP Conf. Proc. 2012. V. 489. P. 178–185.
  20. Bara J.J., Hrynkiewicz H.U., Mil􀀁os A., Szytul􀀁a A. Investigation of the crystal properties of RFe2Si2 and RFe2Ge2 by X-ray diffraction and M ¨ossbauer spectroscopy // J. Less-Common Met. 1990. V. 161. No. 2. P. 185–192.
  21. Felner I., Mayer I., Grill A., Schieber M. Magnetic ordering in rare earth iron silicides and germanides of the RFe2X2 type // Solid State Commun. 1975. V. 16. No. 8. P. 1005–1009.
  22. Campbell S.J., Cadogan J.M., Zhao X.L., Hofmann M., Li H.-S. Magnetic transitions in La1-xYxMn2Si2 –M ¨ossbauer investigation (4.2 – 520 K) // J. Phys.: Condens. Matter. 1999. V. 11. P. 7835–7850.
  23. Korotin D.M., Rosenfeld E.V., Mushnikov N.V., Gerasimov E.G., Zhidkov I.S., Kukharenko A.I., Finkelstein L.D., Cholakh S.O., Kurmaev E.Z. Electronic structure of RMn2Si2 (R =Y,La) intermetallics: DFT and XPS studies // J. Alloy. Compd. 2017. V. 695. P. 1663–1671.
  24. Umarji A.M., Noakes D.R., Viccaro P.J., Shenoy G.K., Aldred A.T., Niarchos D. Magnetic properties of REFe2Si2 compounds // J. Magn. Magn. Mater. 1983. V. 36. P. 61–65.
  25. Onodera H., Fujita A., Yamamoto H., Sagawa M., Hirosawa S. Mossbauer study of the intermetallic compound Nd2Fe14B. I. Interpretation of complex spectrum // J. Magn. Magn. Mater. 1987. V. 68. P. 6–14.
  26. Русаков В.С. Основы мессбауэровской спектроскопии. М.: Физический факультет МГУ, 2011. 292 с.
  27. Gerasimov E.G., Gaviko V.S., Neverov V.N., Koro-lyov A.V. Magnetic phase transitions and giant magnetoresistance in La1–xSmxMn2Si2 (0 ≤ x ≤ 1) // J. Alloy. Compd. 2002. V. 343. P. 14–25.
  28. Shternheimer R.M. Quadrupole antishielding factors of ions // Phys. Rev. 1963. V. 130. P. 1423.
  29. Фабричный П.Б., Похолок К.В. Мессбауэровская спектроскопия и ее применение для химической диагностики неорганических материалов. Москва: ЗАО“Принт-Ателье”, 2009. 144 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).