Surface segregation and charge state of La₀.₇Sr₀.₃MnO₃

Abstract

Nuclear magnetic resonance and secondary ion mass-spectroscopy have been used to study the surface charge and surface chemical compositions of La₀.₇Sr₀.₃MnO₃ nanoparticles of 12 and 50-100 nm size. It is found that the surface of particles is characterized by an increased content of Sr and Mn ions than the bulk, while the difference depends on particle size. The surface segregation process is considered to be a possible mechanism for cation rearrangement. Thus, the observed magnetically dead layer on a particle surface may be formed due to increase in the Sr and Mn ions concentrations up to values corresponding to an antiferromagnetic state.

Методами ядерного магнитного резонанса и вторичной ионной масс-спектроскопии проведены исследования зарядового состояния и химического состава поверхности наночастиц La₀.₇Sr₀.₃MnO₃ с размерами 12 и 50-100 нм. Обнаружено, что для поверхности частиц характерно повышенное содержание ионов Sr и Mn по сравнению с объемом, причем это различие зависит от размера частиц. В качестве возможного механизма перераспределения катионов рассматривается процесс поверхностной сегрегации. Таким образом, наблюдаемый немагнитный слой па поверхности частиц может быть сформирован в результате увеличения концентрации ионов Sr и Mn в поверхностном слое до величин, соответствующих антиферромагнитному состоянию.

Методами ядерного магнітного резонансу і вторинної іонної мас-спектроскопії проведено дослідження зарядового етапу та хімічного складу поверхні наночастинок La₀.₇Sr₀.₃MnO₃ з розмірами 12 і 50-100 нм. Виявлено, що для поверхні частинок характерний підвищений склад іонів Sr і Mn, а їхня концентрація залежить від розміру частинок. Як можливий механізм перерозподілу катіонів розглядається процес поверхневої сегрегації. Таким чином, немагнітний шар, що спостерігається на поверхні частинок, може бути сформований в результаті збільшення концентрації іонів Sr і Mn у поверхневому шарі до величин, що відповідають антиферомагнітному етапу.