Spinovye sostoyaniya ionov kobal'ta v ob\"eme i na poverkhnosti LaCoO3 po rentgenovskim absorbtsionnym, emissionnym i fotoelektronnym spektram

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Мы представляем результаты исследований спиновых состояний трехвалентных ионов кобальта в монокристаллическом кобальтите LaCoO3 с помощью рентгеновских фотоэлектронных, Co L2,3- и O K- рентгеновских абсорбционных, а также Co Kβ1,3 -рентгеновских эмиссионных спектров. Мы показываем, что при комнатной температуре в объеме монокристалла LaCoO3 ионы Co3+ находятся в низкоспиновом состоянии, а на поверхности LaCoO3 присутствуют высокоспиновые ионы Co2+, высокоспиновые ионы Co3+, низкоспиновые ионы Co3+ и, вероятно, также промежуточно-спиновые ионы Co3+.

Авторлар туралы

V. Galakhov

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения РАН

Email: galakhov@ifmlrs.uran.ru

M. Udintseva

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения РАН

D. Smirnov

Dresden University of Technology

A. Makarova

Physikalische Chemie Institut f¨ur Chemie und Biochemie Freie Universita¨at Berlin

K. Kyupper

University of Osnabru¨uck

Әдебиет тізімі

  1. G. Jonker and J.V. Santen, Physica 19, 120 (1953).
  2. P.M. Raccah and J. B. Goodenough, Phys. Rev. 155, 932 (1967).
  3. G. Thornton, B. Tofield, and D. Williams, Solid State Commun. 44, 1213 (1982).
  4. S.R. English, J. Wu, and C. Leighton, Phys. Rev. B 65, 220407 (2002).
  5. M.A. Korotin, S.Y. Ezhov, I.V. Solovyev, V. I. Anisimov, D. I. Khomskii, and G.A. Sawatzky, Phys. Rev. B 54, 5309 (1996).
  6. S. Yamaguchi, Y. Okimoto, and Y. Tokura, Phys. Rev. B 55, R8666 (1997).
  7. P.G. Radaelli and S.-W. Cheong, Phys. Rev. B 66, 094408 (2002).
  8. I.A. Nekrasov, S.V. Streltsov, M.A. Korotin, and V. I. Anisimov, Phys. Rev. B 63, 235113 (2003).
  9. G. Maris, Y. Ren, V. Volotchaev, C. Zobel, T. Lorenz, and T.T.M. Palstra, Phys. Rev. B 67, 224423 (2003).
  10. M. Magnuson, S. M. Butorin, C. S˚athe, J. Nordgren, and P. Ravindran, Europhys. Lett. 68, 289 (2004).
  11. D. Phelan, D. Louca, S. Rosenkranz, S.-H. Lee, Y. Qiu, P. J. Chupas, R. Osborn, H. Zheng, J. F. Mitchell, J.R.D. Copley, J. L. Sarrao, and Y. Moritomo, Phys. Rev. Lett. 96, 027201 (2006).
  12. G. Vank'o, J.-P. Rueff, A. Mattila, Z. N'emeth, and A. Shukla, Phys. Rev. B 73, 024424 (2006).
  13. R. F. Klie, J.C. Zheng, Y. Zhu, M. Varela, J. Wu, and C. Leighton, Phys. Rev. Lett. 99, 047203 (2007).
  14. V.V. Sikolenko, S. L. Molodtsov, M. Izquierdo, I.O. Troyanchuk, D. Karpinsky, S. I. Tiutiunnikov, E. Efimova, D. Prabhakaran, D. Novoselov, and V. Efimov, Physica B: Condens. Matter. 536, 597 (2018).
  15. В. В. Сиколенко, И.О. Троянчук, Д.В. Карпинский, A. Rogalev, F.Wilhelm, R. Rosenberg, D. Prabhakaran, E.А. Ефимова, В.В. Ефимов, С.И. Тютюнников, И.А. Бобриков, Физика твердого тела 60, 283 (2018)
  16. V.V. Sikolenko, I.O. Troyanchuk, D.V. Karpinsky, A. Rogalev, F.Wilhelm, R. Rosenberg, D. Prabhakaran, E.A. Efimova, V.V. Efimov, S. I. Tiutiunnikov, and I.A. Bobrikov, Phys. Solid State 60, 288 (2018).
  17. M. Feygenson, D. Novoselov, S. Pascarelli, R. Chernikov, O. Zaharko, F. Porcher, D. Karpinsky, A. Nikitin, D. Prabhakaran, A. Sazonov, and V. Sikolenko, Phys. Rev. B 100, 054306 (2019).
  18. M. Zhuang, W. Zhang, and N. Ming, Phys. Rev. B 57, 10705 (1998).
  19. S. Noguchi, S. Kawamata, K. Okuda, H. Nojiri, and M. Motokawa, Phys. Rev. B 66, 094404 (2002).
  20. K. Kn'ıˇzek, J. Hejtm'anek, and P. Nov'ak, J. Phys. Condens. Matter 18, 3285 (2006).
  21. A. Podlesnyak, S. Streule, J. Mesot, M. Medarde, E. Pomjakushina, K. Conder, A. Tanaka, M.W. Haverkort, and D. I. Khomskii, Phys. Rev. Lett. 97, 247208 (2006).
  22. M.W. Haverkort, Z. Hu, J.C. Cezar, T. Burnus, H. Hartmann, M. Reuther, C. Zobel, T. Lorenz, A. Tanaka, N.B. Brookes, H.H. Hsieh, H.-J. Lin, C.T. Chen, and L.H. Tjeng, Phys. Rev. Lett. 97, 176405 (2006).
  23. M. Medarde, C. Dallera, M. Grioni, J. Voigt, A. Podlesnyak, E. Pomjakushina, K. Conder, T. Neisius, O. Tjernberg, and S.N. Barilo, Phys. Rev. B 73, 054424 (2006).
  24. N. Sundaram, Y. Jiang, I.E. Anderson, D.P. Belanger, C.H. Booth, F. Bridges, J. F. Mitchell, T. Proffen, and H. Zheng, Phys. Rev. Lett. 102, 026401 (2009).
  25. K. Kn'ıˇzek, J. Hejtm'anek, Z. Jir'ak, P. Tomeˇs, P. Henry, and A. Andr'e, Phys. Rev. B 79, 134103 (2009).
  26. V. Kˇr'apek, P. Nov'ak, J. Kuneˇs, D. Novoselov, D.M. Korotin, and V. I. Anisimov, Phys. Rev. B 86, 195104 (2012).
  27. Р.Ю. Бабкин, К.В. Ламонова, С.М. Орел, С. Г. Овчинников, Ю. Г. Пашкевич, Письма в ЖЭТФ 99, 547 (2014)
  28. R.Yu. Babkin, K.V. Lamonova, S.M. Orel, S.G. Ovchinnikov, and Yu.G. Pashkevich, JETP Lett. 99, 476 (2014).
  29. S.R. Barman and D.D. Sarma, Phys. Rev. B 49, 13979 (1994).
  30. S.K. Pandey, A. Kumar, S. Patil, V.R.R. Medicherla, R. S. Singh, K. Maiti, D. Prabhakaran, A.T. Boothroyd, and A.V. Pimpale, Phys. Rev. B 77, 045123 (2008).
  31. Z. Shen, M. Qu, J. Shi, F. E. Oropeza, V.A. de la Pena O'Shea, G. Gorni, C. Tian, J. P. Hofmann, J. Cheng, J. Li, and K.H. Zhang, J. Energy Chem. 65, 637 (2022).
  32. J. Suntivich, W.T. Hong, Y.-L. Lee, J.M. Rondinelli, W. Yang, J. B. Goodenough, B. Dabrowski, J.W. Freeland, and Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. C 118, 1856 (2014).
  33. E. Stavitski and F.M. F. de Groot, Micron 41, 687 (2010).
  34. R.P. Vasquez, Phys. Rev. B 54, 14938 (1996).
  35. T. Saitoh, T. Mizokawa, A. Fujimori, M. Abbate, Y. Takeda, and M. Takano, Phys. Rev. B 55, 4257 (1997).
  36. K.A. Stoerzinger,W.T. Hong, E. J. Crumlin, H. Bluhm, M.D. Biegalski, and Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. C 118, 19733 (2014).
  37. B.W. Veal and D. J. Lam, J. Appl. Phys. 49, 1461 (1978).
  38. L. Richter, S.D. Bader, and M. B. Brodsky, Phys. Rev. B 22, 3059 (1980).
  39. J. Kemp, D. Beal, and P. Cox, J. Solid State Chem. 86, 50 (1990).
  40. M. Abbate, J.C. Fuggle, A. Fujimori, L.H. Tjeng, R.P.C.T. Chen, G.A. Sawatzky, H. Eisaki, and S. Uchida, Phys. Rev. B 47, 16124 (1993).
  41. L. Heymann, M. L. Weber, M. Wohlgemuth, M. Risch, R. Dittmann, C. Baeumer, and F. Gunkel, ACS Appl. Mater. Interfaces 14, 14129 (2022).
  42. D. Takegami, L. Nicola¨ı, T.C. Koethe, D. Kasinathan, C.Y. Kuo, Y.F. Liao, K.D. Tsuei, G. Panaccione, F. Offi, G. Monaco, N.B. Brookes, J. Min'ar, and L.H. Tjeng, Phys. Rev. B 99, 165101 (2019).
  43. T.Y. Ma, S. Dai, M. Jaroniec, and S. Z. Qiao, J. Amer. Chem. Soc. 136, 13925 (2014).
  44. L. Xu, Q. Jiang, Z. Xiao, X. Li, J. Huo, S. Wang, and L. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 55, 5277 (2016).
  45. Y. Liu, X. Kong, X. Guo, Q. Li, J. Ke, R. Wang, Q. Li, Z. Geng, and J. Zeng, ACS Catal. 10, 1077 (2020).
  46. A. Hariki, A. Yamanaka, and T. Uozumi, J. Phys. Soc. Jpn. 84, 073706 (2015).
  47. S. L. Wachowski, I. Szpunar, M.H. Sørby, A. Mielewczyk-Gry'n, M. Balaguer, C. Ghica, M.C. Istrate, M. Gazda, A.E. Gunnæs, J.M. Serra, T. Norby, and R. Strandbakke, Acta Mater. 199, 297 (2020).
  48. I. Szpunar, R. Strandbakke, M.H. Sørby, S. L. Wachowski, M. Balaguer, M. Tarach, J. Serra, A. Witkowska, E. Dzik, T. Norby, M. Gazda, and A. Mielewczyk-Gry'n, Materials 13, 4044 (2020).
  49. В. Р. Галахов, М.С. Удинцева, С. В. Наумов, С.Н. Шамин, Б.А. Гижевский, Письма в ЖЭТФ 116, 358 (2022)
  50. V.R. Galakhov, M. S. Udintseva, S.V. Naumov, S.N. Shamin, and B.A. Gizhevskii, JETP Lett. 116, 367 (2022).
  51. M. Garc'ıa-Fern'andez, V. Scagnoli, U. Staub, A.M. Mulders, M. Janousch, Y. Bodenthin, D. Meister, B.D. Patterson, A. Mirone, Y. Tanaka, T. Nakamura, S. Grenier, Y. Huang, and K. Conder, Phys. Rev. B 78, 054424 (2008).
  52. Z. Hu, H. Wu, M.W. Haverkort, H.H. Hsieh, H. J. Lin, T. Lorenz, J. Baier, A. Reichl, I. Bonn, C. Felser, A. Tanaka, C.T. Chen, and L.H. Tjeng, Phys. Rev. Lett. 92, 207402 (2004).
  53. C. S. Knee, D. J. Price, M.R. Lees, and M.T. Weller, Phys. Rev. B 68, 174407 (2003).
  54. J.-P. Rueff, C.-C. Kao, V.V. Struzhkin, J. Badro, J. Shu, R. J. Hemley, and H.K. Mao, Phys. Rev. Lett. 82, 3284 (1999).
  55. G. Vank'o, T. Neisius, G. Moln'ar, F. Renz, S. K'arp'ati, A. Shukla, and F.M. F. de Groot, J. Phys. Chem. B 110, 11647 (2006).
  56. J. Herrero-Mart'ın, J. L. Garc'ıa-Munoz, K. Kvashnina, E. Gallo, G. Sub'ıas, J.A. Alonso, and A. J. Bar'on- Gonz'alez, Phys. Rev. B 86, 125106 (2012).
  57. J.-M. Chen, Y.-Y. Chin, M. Valldor, Z. Hu, J.-M. Lee, S.-C. Haw, N. Hiraoka, H. Ishii, C.-W. Pao, K.-D. Tsuei, J.-F. Lee, H.-J. Lin, L.-Y. Jang, A. Tanaka, C.-T. Chen, and L.H. Tjeng, J. Am. Chem. Soc. 136, 1514 (2014).

© Российская академия наук, 2023

Осы сайт cookie-файлдарды пайдаланады

Біздің сайтты пайдалануды жалғастыра отырып, сіз сайттың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін cookie файлдарын өңдеуге келісім бересіз.< / br>< / br>cookie файлдары туралы< / a>