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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 10.1006/jssc.1996.0205