Structure and Unusual Magnetic Properties of Mg-Containing Solid Solutions Based on Y2FeTaO7

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Mg-containing solid solutions based on Y2FeTaO7 and formed by various mechanisms of heterovalent substitution were synthesized and had the following compositions: Y2Fe0.55Mg0.3Ta1.15O7, Y2Fe0.625Mg0.3Ta1.075O7, Y2Fe0.7Mg0.3TaO7, Y2Fe0.7Mg0.2Ta1.1O7, Y2Fe0.85Mg0.15TaO7, Y1.85Mg0.15Fe0.925Ta1.075O7, and Y1.85Mg0.15FeTaO7. It was shown that all synthesized solid solutions have a pyrochlore-like layered structure (space group P3121), in which Fe3+ ions are distributed over three structural positions. The magnetic properties of these solid solutions are due to the presence of a small ferromagnetic component in a predominantly antiferromagnetic system and characterize a ferrimagnet or a canted antiferromagnet with the Néel transition at the Néel temperature TN above room temperature. According to the data of magnetic measurements, two magnetic phase transitions to the ordered phase occur in all the studied samples. Along with the TN transition, in weak magnetic fields and below TN, there is a second transition, which is most likely due to a spin reorientation of the Morin type. The existence of magnetic ordering at room temperature in one magnetic sublattice or an internal magnetic field (Hin) was confirmed by Mössbauer spectroscopy.

About the authors

O. G. Ellert

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
119991, Moscow, Russia

E. F. Popova

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
119991, Moscow, Russia

D. I. Kirdyankin

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
119991, Moscow, Russia

V. K. Imshennik

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
119991, Moscow, Russia

E. S. Kulikova

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
123182, Moscow, Russia

A. V. Egorysheva

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: anna_egorysheva@rambler.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Dzyaloshinsky I. // J. Phys. Chem. Solids. 1958. V. 4. P. 241. https://doi.org/10.1016/0022-3697(58)90076-3
  2. Matarrese L.M., Stout J.W. // Phys. Rev. 1954. V. 94. P. 1792. https://doi.org/10.1103/PhysRev.94.1792
  3. Боровик-Романов А.С., Орлова М.П. // ЖЭТФ. 1956. Т. 31. С. 579.
  4. Yuan X., Sun Y., Xu M. // J. Solid State Chem. 2012. V. 196. P. 362. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2012.06.042
  5. Bernal F.L.M., Gonano B., Lundvall F. et al. // Phys. Rev. Mater. 2020. V. 4. P. 114412. https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.4.114412
  6. Eibschütz M., Shtrikman S., Treves D. // Phys. Rev. 1967. V. 156. P. 562. https://doi.org/10.1103/PhysRev.156.562
  7. Dmitrienko V.E., Ovchinnikova E.N., Collins S.P. et al. // Nat. Phys. 2014. V. 10. P. 202. https://doi.org/10.1038/nphys2859
  8. Москвин А.С. // ЖЭТФ. 2021. Т. 159. № 4. С. 607.
  9. Yamaguchi T. // J. Phys. Chem. Solids. 1974. V. 35. P. 479. https://doi.org/10.1016/S0022-3697(74)80003-X
  10. Kurtzig A.J., Wolfe R., LeCraw R.C. et al. // Appl. Phys. Lett. 1969. V. 14. P. 350. https://doi.org/10.1063/1.1652682
  11. Lee J.-H., Jeong Y.K., Park J.H. et al. // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 117201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.117201
  12. Klepov V.V., Pace K.A., Berseneva A.A. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. P. 11554. https://doi.org/10.1021/jacs.1c04245
  13. Zhu W.K., Lu C.-K., Tong W. et al. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. P. 144408. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.144408
  14. Egorysheva A.V., Ellert O.G., Popova E.F. et al. // Mendeleev Commun. 2023 (в печати).
  15. Pressley L.A., Torrejon A., Phelan W.A. et al. // Inorg. Chem. 2020. V. 59. P. 17251. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c02479
  16. Егорышева А.В., Попова Е.Ф., Тюрин А.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. № 11. С. 1154.
  17. Егорышева А.В., Эллерт О.Г., Попова Е.Ф. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 11. С. 1515.
  18. Qian F.Z., Jiang J.S., Jiang D.M. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. P. 025403. https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/2/025403
  19. Kothari D., Reddy V.R., Gupta A. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2010. V. 22. P. 356001. https://doi.org/10.1088/0953-8984/22/35/356001
  20. Ellert O.G., Egorysheva A.V. // Pyrochlore Ceramics. Properties, Processing, and Applications. Amsterdam: Elsevier, 2022. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90483-4.00009-X
  21. Morin F.J. // Phys. Rev. 1950. V. 78. P. 819. https://doi.org//10.1103/PhysRev.78.819.2
  22. Tsymbal L.T., Kamenev V.I., Bazaliy Y.B. et al. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 052413. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.052413
  23. Pinto H., Shachar G., Shaked H. et al. // Phys. Rev. B. 1971. V. 3. P. 3861. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.3.3861
  24. Doroshev V.D., Kharnachev A.S., Kovtun N.M. et al. // Phys. Stat. Sol. B. 1972. V. 51. P. 31. https://doi.org/10.1002/pssb.2220510150
  25. Bertaut I.F. // Acta Crystallogr. A. 1968. V. 24. P. 217. https://doi.org/10.1107/S0567739468000306
  26. Bhattacharjee S., Senyshyn A., Fuess H. et al. // Phys. Rev. B. 2013. V. 87. P. 054417. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.054417

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (196KB)
3.

Download (324KB)
4.

Download (202KB)
5.

Download (208KB)
6.

Download (315KB)
7.

Download (327KB)
8.

Download (207KB)

Copyright (c) 2023 О.Г. Эллерт, Е.Ф. Попова, Д.И. Кирдянкин, В.К. Имшенник, Е.С. Куликова, А.В. Егорышева

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».