Структурная и магнитная неоднородность, ЯМР ⁵⁵Mn и ¹³⁹La в магниторезистивной керамике La₀,₇Ba₀,₃₋xSnxMnO₃ → La₀,₇₋xBa₀,₃₋xMnO₃ + 0,5x La₂Sn₂O₇

Abstract

Комплексными исследованиями, выполненными рентгеноструктурным, резистивным, магнитным, в том числе и ЯМР на ⁵⁵Mn и ¹³⁹La, установлено влияние замещения бария оловом на фазовый состав, дефектность структуры и свойства манганит-лантановых перовскитов La₀,₇Ba₀,₃₋xSnxMnO₃ (х = 0; 0,1; 0,15; 0,2; 0,3). Показано, что введение Sn приводит к появлению пирохлорной фазы La₂Sn₂O₇, повышению дефектности решетки основной манганит- лантановой фазы, обогащенной марганцем, и существенному увеличению магниторезистивного эффекта. Размытие температуры фазового перехода металл-полупроводник объяснено увеличением неоднородности и дефектности перовскитовой структуры. Низкая энергия активации подтверждает высокую неоднородность и дефектность кристаллической решетки исследованных образцов. Широкие асимметричные спектры ЯМР ⁵⁵Mn и ¹³⁹La свидетельствуют о высокочастотном электронном обмене между Mn³⁺ и Mn⁴⁺ и неэквивалентности их и La³⁺ окружения, связанной как с разновалентными ионами, так и с вакансиями и кластерами.

The effects of substitution of barium by tin on the phase composition, structural imperfection, and properties of lanthanum manganite perovskites La₀,₇Ba₀,₃₋xSnxMnO₃ (х = 0; 0,1; 0,15; 0,2; 0,3). are established by comprehensive studies done by x-ray diffraction, resistive, and magnetic (including NMR on ⁵⁵Mn and ¹³⁹La) methods. It is shown that the introduction of Sn leads to the formation of a pyrochloric phase La₂Sn₂O₇, to an increase in the density of lattice defects of the manganese-enriched main lanthanum manganite phase, and to a substantial decrease of the magnetoresistive effect. The smearing of the metal–semiconductor phase transition temperature is explained by an increase in the inhomogeneity and imperfection of the perovskite structure. The low activation energy is confirmed by a high degree of inhomogeneity and imperfection of the crystal lattice of the samples studied. The broad, asymmetric NMR spectra of ⁵⁵Mn and ¹³⁹La attest to high-frequency electron exchange between Mn³⁺ and Mn⁴⁺ and nonequivalence of the environment of those ions and La³⁺ due both to heterovalent ions and to vacancies and clusters.