Исследование магнитных свойств стронций-замещенного ферроманганита гадолиния методом мессбауэровской
спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса 

Руслан Айратович Хамзин, магистрант, Казанский (Приволжский) федеральный университет (Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, 16А), RAKhamzin@stud.kpfu.ru
Виктор Всеволодович Парфенов, доктор физико-математических наук,  доцент, профессор кафедры физики твердого тела, Казанский (Приволжский) федеральный университет (Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, 16А), Viktor.Parfenov@kpfu.ru
Иван Владимирович Яцык, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет (Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, 16А), i.yatzyk@gmail.com
Фарит Габдулхакович Вагизов, кандидат физико-математических наук,  доцент кафедры физики твердого тела Казанский (Приволжский) федеральный университет (Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, 16А), vagizovf@gmail.com
Рушана Михайловна Еремина, доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры общей физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет (Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, 16А), REremina@yandex.ru

537.622.4 

DOI

10.21685/2072-3040-2021-3-9

Актуальность и цели. Мультиферроики редкоземельных манганитов RMnO3 привлекают большое внимание вследствие существенной корреляции электрических и магнитных параметров упорядочения. Замещение редкоземельных ионов в RMnO3 атомами другого радиуса и/или валентности приводит к появлению новых эффектов, таких как колоссальное магнитосопротивление, и разнообразныx термомагнитныx эффектов. Эти явления обычно связывают с магнитным расслоением в подсистеме магнитных моментов – образованием микрообластей ферромагнитного упорядочения в антиферро- или парамагнитной матрице. При изучении этого явления перспективно применение методов мессбауэровской спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), которые позволяют регистрировать наличие порядка долей процента магнитных примесей. Материалы и методы. Стронцийзамещенный ферроманганит гадолиния Gd0,82Sr0,18Mn0,9Fe0,1O3 приготовлен по керамической технологии. Исследована его магнитная микроструктура методом мессбауэровской спектроскопии при температурах 100–300 К и ЭПР при температурах 100– 340 К. Результаты. Данные мессбауэровских и ЭПР измерений свидетельствуют о магнитном фазовом расслоении в системе магнитных моментов в стронций- замещенном ферроманганите гадолиния. Выводы. Анализ мессбауэровских спектров показывает наличие одного квадрупольного дублета, изомерный сдвиг которого соответствует ионам Fe3+, и суперпозиции двух зеемановских секстетов, которые говорят нам о расслоении магнитной подсистемы. Аппроксимация спектров ЭПР производилась тремя линиями L1, L2 и L3. Две линии относятся к ферромагнитным кластерам, которые наблюдаются в парамагнитной матрице при температурах, превышающих температуру Нееля, а другая связана с ионами марганца и железа в парамагнитном состоянии. Похожее поведение магнитной подсистемы наблюдалось в керамике Eu0,65Sr0,35Mn1–хFeхO3 с х = 0,2; 0,25. 

Ключевые слова

ферроманганиты, мессбауэровская спектроскопия, ЭПР, магнитно-фазовое расслоение 

 Скачать статью в формате PDF

1. Shannon R. D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalсogenides // Acta Cryst A. 1976. Vol. 32. P. 751–767.
2. Rao C. N. R., Raveau B. Colossal magnetoresistance. Charge ordering and related properties of manganese oxides. Singapore : World Scientific, 1998. 356 p.
3. Wang Y. T., Luo C. W., Kobayashi T. Understanding multiferroic hexagonal manganites by static and ultrafast optical spectroscopy // Adv. Condens. Matter Phys. 2013.
Vol. 2013. P. 1–13.
4. Харматуллин А. Р., Гильмутдинов И. Ф., Парфенов В. В., Нигьматуллина И. И. Электрические свойства стронций-замещенных ферриманганитов тулия и иттербия // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико- математические науки. 2018. № 3. С. 79–86.
5. Нагаев Э. Л. Манганиты лантана и другие магнитные проводники с гигантским магнитосопротивлением // Успехи физических наук. 1996. Т. 166, № 8. С. 833– 857.
6. Matsnev M. E., Rusakov V. S. SpectrRelax: An application for Mössbauer spectra modeling and fitting // AIP Conf. Proc. 2012. Vol. 1489. P. 178–185.
7. Нигьматуллина И. И., Парфенов В. В., Еремина Р. М., Гаврилова Т. П., Яцык И. В. Исследование Sr-допированных ферроманганитов иттербия методами ЭПР и мессбауэровской спектроскопии // Физика твердого тела. 2018. Т. 60, № 5. C. 933– 939.
8. Еремина Р. М., Нигьматуллина И. И., Парфенов В. В., Ибрагимов Ш. З., Пятаев А. В., Назипов Р. А. Исследование магнитного фазового расслоения в керамике Eu0,65Sr0,35Mn1–хFeхO3 методами ЭПР и мессбауэровской спектроскопии // Физика твердого тела. 2010. Т. 52, № 11. С. 2245–2249.
9. Wang X. L., Li D., Cui T. Y., Kharel P., Liu W., Zhang Z. D. Magnetic and optical properties of multiferroic GdMnO3 nanoparticles // Journal of Applied Physics. 2010.
Vol. 107, № 09B510. P. 1–3.
10. Joshi J. P., Bhat S. V. On the analysis of broad Dysonian electron paramagnetic resonance spectra // Journal of Magnetic Resonance. 2004. Vol. 168. P. 284–287.
11. Губин С. П., Юрков Г. Ю., Кокшаров Ю. А., Хомутов Г. Б. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи химии. 2005. Т. 74, № 6. С. 539–574.