Магнитная фазовая диаграмма манганитов Bi₁₋xSrxMnO₃.

Abstract

Проведено экспериментальное исследование кристаллической структуры, магнитных и упругих свойств манганитов Bi₁₋xSrxMnO₃. . Выявлены следующие фазовые превращения: ферромагнетик (x < 0,15)—спиновое стекло (0,15 ≤х ≤0,25)—зарядово-упорядоченный антиферромагнетик (0,35 ≤х ≤0,8). Ферромагнитному состоянию соответствует упорядочение орбиталей ионов Mn³⁺. Предполагается, что в системе Bi₁₋xSrxMnO₃. в интервале концентраций 0,15 ≤х ≤0,35 орбитально-разупорядоченная фаза не реализуется. Образцы с 0,25 ≤х ≤0,8 претерпевают кристаллоструктурный переход I рода, который был приписан упорядочению ионов Mn³⁺ и Mn⁴⁺в отношении 1:1 (х ≤0,6) и 1:3 (х ≥0,7). Антиферромагнитная зарядово-упорядоченная фаза и спин-стекольная фаза сосуществуют в образцах с 0,25 < x <0,35, что, возможно, обусловлено мартенситным характером фазового превращения зарядовый порядок—беспорядок.

The crystal structure, magnetic and elastic properties of Bi₁₋xSrxMnO₃ manganites have been investigated experimentally. The following phase transitions were found out: ferromagnet (x < 0.1)—spin glass (0,15 ≤х ≤0,25)—charge ordered antiferromagnet (0,35 ≤х ≤0,8). The orbital ordering of the Mn³⁺ ions corresponds to the ferromagnetic state. It is supposed that in the Bi₁₋xSrxMnO₃ system the orbital ordered phase is not realized in concentration interval 0,15 ≤х ≤0,35. In a range0,25 ≤х ≤0,8 the samples exhibit the first-order phase transition which is ascribed to the ordering of the Mn³⁺ and Mn⁴⁺ ions in the ratio 1:1 (х ≤0,6) and 1:3 (х ≥0,7). The antiferromagnetic charge ordered phase and the spinglass one coexist in the samples with 0.25 < x < 0.35, what is apparently caused by the martensitic character of the charge order—disorder phase transition. A hypothetic magnetic phase diagram is constructed.

Проведено експериментальне дослідження кристалічної структури, магнітних і пружних властивостей манганитів Bi₁₋xSrxMnO₃. Виявлено такі фазові перетворення: феромагнетик (x < < 0,15)—спінове скло (0,15 ≤х ≤0,25)—зарядово-упорядкований антиферомагнетик (0,35 ≤х ≤0,8). Феромагнітному стану відповідає упорядкування орбіталей іонів Mn³⁺. Припускається, що в системі Bi₁₋xSrxMnO₃ в інтервалі концентрацій 0,15 ≤х ≤0,35 орбітально-розупорядкована фаза не реалізується. Зразки з 0,25 ≤х ≤0,8 зазнають кристалоструктурний перехід I роду, який було приписаний упорядкуванню іонів Mn³⁺ и Mn⁴⁺ в співвідношенні 1:1 (х ≤0,6) та 1:3 (х ≥0,7). Антиферомагнітна зарядово-упорядкована фаза і спін-скляна фаза співіснують в зразках з 0,25 < x < 0,35, що, мабуть, обумовлено мартенситним характером фазового перетворення зарядовий порядок—безладдя. Побудовано гіпотетичну магнітну фазову діаграму.