Магнитное поведение твердых растворов Bi5Nb3-3xFe3xO15-δ

Н.А. Жук, Н.В. Чежина, В.А. Белый, Б.А. Макеев, Л.В. Рычкова показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 14 июля 2017; Принята: 05 октября 2017
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Н.А. Жук, Н.В. Чежина, В.А. Белый, Б.А. Макеев, Л.В. Рычкова. Магнитное поведение твердых растворов Bi5Nb3-3xFe3xO15-δ. Письма о материалах. 2017. Т.7. №4. С.402-406
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-4-402-406

Аннотация

Исследования железосодержащих твердых растворов Bi5Nb3O15 показали, что атомы железа (III) в твердых растворах образуют кластеры с антиферро – и ферромагнитным типом обмена.Большинство висмутсодержащих соединений со слоистой перовскитоподобной структурой, аналогов так называемых фаз Ауривиллиуса, проявляют сегнетоэлектрические свойства и в этой связи представляют практический и теоретический интерес. В данной работе проведено магнетохимическое исследование электронного состояния и обменных взаимодействий между атомами железа в твердых растворах Bi5Nb3O15, полученных путем гетеровалентного замещения ниобия атомами железа (III). Железосодержащие твердые растворы получены в узком концентрационном интервале х ≤ 0.06. Проявляется моноклинное искажение тетрагональной ячейки твердых растворов при концентрации атомов железа х>0.005 (пр. гр. P2/m). Измерения магнитной восприимчивости твердых растворов проведены по методу Фарадея в ин¬тервале температур 77 – 400 К, при 16 фиксированных значениях температуры. Изотермы парамагнитной составляющей магнитной восприимчивости твердых растворов типичны для антиферромагнетиков. Величина эффективного магнитного момента атомов железа возрастает с ростом температуры от 6.87 МБ (90 К) до 6.92 МБ (320 К), что существенно превышает чистоспиновые значения магнитного момента атомов железа (Fe(III) (μэф = 5.92 МБ, 6A1g) и Fe(II) (μэф = 4.9 МБ, 5T2g)). Исследования железосодержащих твердых растворов Bi5Nb3O15 показали, что атомы железа (III) образуют димеры и тетрамеры с антиферро – и ферромагнитным типом обмена. Параметры антиферро- и ферромагнитного обмена в димерах составляет Jдим = - 60 cм-1 и Jдим = 40 cм-1 и тетрамерах Jтетр = - 40 cм-1 и Jтетр = 25 cм-1, соответственно.

Ссылки (18)

1. G. A. Smolensky, V. A. Isupov, A. I. Agranovskaya, Sov. Phys. Sol. St., 3, 651 (1961). (in Russian) [Г. А. Смоленский, В. А. Исупов, А. И. Аграновская, Физика твердого тела, 3, 899 (1961).].
2. G. A. Geguzina, A. T. Shuvaev, E. T. Shuvaeva, et al. Cristall. Rep. 50, 52 (2005). (in Russian) [Г. А. Гегузина, А. Т. Шуваев, Е. Т. Шуваева и др, Кристаллография, 50, 59 (2005).]. Crossref
3. V. A. Isupov, Ferroelectrics, 189, 211 (1996). Crossref
4. R. Macquart, B. J. Kennedy, T. Kamiyama, F. Izumi, J. Phys.-Condes. Matter. 16, 5443 (2004). Crossref
5. N. V. Chezhina, I. V. Piir, N. A. Zhuk, Rus. J. Gen. Chem., 84, 185 (2014). (in Russian) [Н. В. Чежина, И. В. Пийр, Н. А. Жук, ЖОХ, 2, 189 (2014).]. Crossref
6. N. V. Chezhina, I. V. Piir, N. A. Zhuk, Rus. J. Gen. Chem., 75, 21 (2005). (in Russian) [Н. В. Чежина, И. В. Пийр, Н. А. Жук, ЖОХ, 75, 24 (2005).]. Crossref
7. N. A. Zhuk, I. V. Piir, Inorgan. Mat., 44, 1362 (2008). (in Russian) [Н. А. Жук, И. В. Пийр, Неорг. матер., 44, 1504 (2008).]. Crossref
8. G. A. Geguzina, A. T. Shuvaev, E. T. Shuvaeva, S. G. Gakh, Cristall. Rep. 48, 359 (2003). (in Russian) [Г. А. Гегузина, А. Т. Шуваев, Е. Т. Шуваева, С. Г. Гах, Кристаллохимия, 48, 403 (2003).]. Crossref
9. J. Gopalakrishnan, A. Ramanan, C. N. R. Rao, D. A. Jefferson, D. J. Smith. J. Sol. St. Chem, 55, 101 (1984). Crossref
10. T. Takenaka, K. Komura, K. Sakata, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 5080 (1996). Crossref
11. N. A. Zhuk, I. V. Piir, N. V. Chezhina, Rus. J. Gen. Chem. 78, 376 (2008). (in Russian) [Н. А. Жук, И. В. Пийр, Н. В. Чежина, ЖОХ, 78, 393 (2008).]. Crossref
12. N. A. Zhuk, I. V. Piir, A. L. Pimenov, N. V. Chezhina, Rus. J. Gen. Chem. 78, 335 (2008). (in Russian) [Н. А. Жук, И. В. Пийр, А. Л. Пименов, Н. В. Чежина, ЖОХ, 78, 353 (2008).]. Crossref
13. N. A. Zhuk, I. V. Piir, A. L. Pimenov, N. V. Chezhina. Rus. J. Gen. Chem. 77, 990 (2007). (in Russian) [Н. А. Жук, И. В. Пийр, А. Л. Пименов, Н. В. Чежина, ЖОХ, 77, 898 (2007).]. Crossref
14. L. G. Akselrud, Yu. N. Gryn, P. Yu. Zavalij, Thes. Rep. 12th Eur. Crystallogr. Meet. 155 (1985).
15. V. K. Yanovskij, V. I. Voronkova, I. N. Leonteva, Inorgan. Mater. 26, 1154 (1990). (in Russian) [В. К. Яновский, В. И. Воронкова, И. В. Водолазская, Неорг. матер., 26, 1297 (1990).].
16. V. K. Yanovskij, V. I. Voronkova, I. N. Leonteva, Inorgan. Mater. 25, 706 (1989). (in Russian) [В. К. Яновский, В. И. Воронкова, И. Н. Леонтьева, Неорг. матер., 25, 834 (1989).].
17. Yu. V. Rakitin. Introduction to magnetochemistry. The method of static magnetic susceptibility in chemistry. Moscow: Science. 302 pp. (1980). (in Russian) [Ю. В. Ракитин, Введение в магнетохимию. Метод статической магнитной восприимчивости в химии. М: Наука. 302 С. (1980).].
18. D. B. Goodenough, Magnetism and the Chemical Bond. Moscow: Metallurgy. 328 pp. (1968). (in Russian) [Д. Б. Гуденаф, Магнетизм и химическая связь. М: Металлургия. 328 С. (1968).].

Другие статьи на эту тему