Особенности магнитных свойств нанокристаллических манганитов La-Sr-системы

Abstract

Методом совместного осаждения с использованием многократного холодного изостатического прессования при давлении 1 GPa синтезированы однофазные нанопорошки манганита состава La₀.₅₂Sr₀.₂₈Mn₁.₂O₃ со средним размером кристаллитов 30, 60 и 200 nm. Показано, что размер кристаллитов оказывает существенное влияние на электрические и магнитные свойства исследованных образцов – с уменьшением размера частиц увеличивается на порядки электросопротивление, существенно снижается температура Кюри и уширяются пики магнитной восприимчивости. Проведено сопоставление электрических и магнитных свойств компактированных и керамических образцов. Обнаружено, что компактированные образцы исходных порошков демонстрируют нормальный (обычный) магнитный гистерезис, в то время как керамические образцы, полученные спеканием «компактов» при 1270 K, проявляют «аномальный» магнитный гистерезис. Предложен механизм возникновения аномального гистерезиса.

Методом сумісного осадження з використанням багатократного холодного ізостатичного пресування при тиску 1 GPa синтезовано однофазні нанопорошки манганіта складу La₀.₅₂Sr₀.₂₈Mn₁.₂O₃ з середнім розміром кристалітів 30, 60 і 200 nm. Показано, що розмір кристалітів має істотний вплив на електричні і магнітні властивості досліджених зразків – із зменшенням розміру частинок збільшується на порядки електроопір, істотно знижується температура Кюрі, а також розширюються піки магнітної сприйнятливості. Проведено співставлення електричних і магнітних властивостей компактованих і керамічних зразків. Виявлено, що компактовані зразки початкових порошків демонструють нормальний (звичайний) магнітний гістерезис, тоді як керамічні зразки, отримані спіканням «компактів» при 1270 K, виявляють «аномальний» магнітний гістерезис. Запропоновано механізм виникнення аномального гістерезису.

Single-phase nanometric powders of manganite La₀.₅₂Sr₀.₂₈Mn₁.₂O₃ with the average grain size 30, 60 and 200 nm were synthesized by method of co-precipitation of salts. The method of the multiple cold isostatic pressing at a pressure of 1GPa was used for the synthesis. It is shown that the grain size significantly influences electric and magnetic properties of the samples under investigation. Electroresistance becomes several orders of magnitude more and the Curie temperature significantly decreases, and the magnetic susceptibility peaks become broader when grain size decreases. It is revealed that the compacts of initial powders show a normal (usual) magnetic hysteresis, while the ceramic samples obtained by sintering «compacts» at 1270 K show an «abnormal» magnetic hysteresis.