МАГНИТНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В Sb-ЗАМЕЩЕННЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МАНГАНИТАХ НА ОСНОВЕ ИОНОВ Mn³⁺

Проведены нейтронографические, магнитные и магнитотранспортные исследования перовскитов La_1–x Sr_x ( Mn³⁺_1-x/2 Sb⁵⁺_x/2)O₃ (x ≤ 0,7), содержащих только ионы Mn³⁺ . Показано, что при x ~ 0,2 система переходит из антиферромагнитного в ферромагнитное состояние. При этом структура меняется от O′-орторомбической к O-орторомбической, что обусловлено орбитальным разупорядочением. При x ≥ 0,6 появляется фаза кластерного спинового стекла вследствие конкуренции антиферромагнитных и ферромагнитных взаимодействий, а также сильного диамагнитного разбавления. При уменьшении ионного радиуса редкоземельного иона в серии R_0,7Sr_0,3Mn_0,85Sb_0,15O₃ ферромагнитное состояние постепенно переходит в спиновое стекло (R = Sm). Все ферромагнитные составы являются диэлектриками в магнитоупорядоченной фазе с большой величиной магниторезистивного эффекта. Предполагается, что ферромагнетизм обусловлен большой ковалентностью и орбитальным разупорядочением.

1. Coye, J. M. D. Mixed-valence manganites / J. M. D. Coye., M. Viret, S. von Molnár // Advances in Physics. - 1999. - Vol. 48, N 2. - P. 167-293. https://doi.org/10.1080/000187399243455

2. Jonker, G. H. Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure / G. H. Jonker, J. H. van Santen // Physica. - 1950. - Vol. 16, N 3. - P. 337-349. https://doi.org/10.1016/0031-8914(50)90033-4

3. Zener, C. Interaction between the d-shells in the transition metals. II. Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure / C. Zener // Phys. Rev. - 1951. - Vol. 82, N 3. - P. 403-405. https://doi.org/10.1103/physrev.82.403

4. Neutron diffraction study and magnetic properties of LaMn1-x Gax O3 / J. Blasco [et al.] // Phys. Rev. B. - 2002. - Vol. 66, N 17. - P. 174431-1-174431-10. https://doi.org/10.1103/physrevb.66.174431

5. Zhou, J.-S. Vibronic superexchange in single-crystal LaMn1-x Gax O3 / J.-S. Zhou, H. Q. Yin, J. B. Goodenough // Phys. Rev. B. - 2001. - Vol. 63, N 18. - P. 184423-1-184423-5. https://doi.org/10.1103/physrevb.63.184423

6. Zhou, J.-S. Orbital mixing and ferromagnetism in LaMn1-x Gax O3 / J.-S. Zhou, J. B. Goodenough // Phys. Rev. B. - 2008. - Vol. 77, N 17. - P. 172409-1-172409-4. https://doi.org/10.1103/physrevb.77.172409

7. Goodenough, J. B. Spin-glass to ferromagnet transition in LaMn1-x Scx O3 / J. B. Goodenough, R. I. Dass, J.-S. Zhou // Solid State Sciences. - 2002. - Vol. 4, N 3. - P. 297-304. https://doi.org/10.1016/s1293-2558(01)01255-9

8. Zhou, J.-S. Paramagnetic phase in single-crystal LaMnO3 / J.-S. Zhou, J. B. Goodenough // Phys. Rev. B. - 1999. - Vol. 60, N 22. - P. R15002-R15004. https://doi.org/10.1103/physrevb.60.r15002

9. Magnetic interaction in Mg, Ti, Nb doped manganites / I. O. Troyanchuk [et al.] // Eur. Phys. J. B. - 2002. - Vol. 28, N 1. - P. 75-80. https://doi.org/10.1140/epjb/e2002-00202-2

10. Magnetic Ordering in Ln0.7Sr0.3Mn0.85Sb0.15O3 (Ln = La, Nd, Sm, Eu) / I. O. Troyanchuk [et al.] // Phys. of the Solid State. - 2015. - Vol. 57, N 6. - P. 1128-1133. https://doi.org/10.1134/s1063783415060323

11. Magnetic frustration in mixed valence manganites / J. L. García-Muñoz [et al.] // Phys. Rev. B. - 1997. - Vol. 55, N 2. - P. R668-R671. https://doi.org/10.1103/physrevb.55.r668

12. Hauback, B. C. Effect of Nonstoichiometry on Properties of La1-t MnO3+d III. Magnetic Order Studied by Powder Neutron Diffraction / B. C. Hauback, H. Fjellvåg, N. Sakai // J. Solid State Chem. - 1996. - Vol. 124, N 1. - P. 43-51. https://doi.org/10.1006/jssc.1996.0205