ЭПР И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА α-BiNb1-xFexO4-δ

Н.А. Жук, Л.С. Фельцингер, Н.В. Чежина, В.П. Лютоев, Б.А. Макеев, В.А. Белый показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 17 февраля 2018; Исправлена: 04 июня 2018; Принята: 05 июня 2018
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Н.А. Жук, Л.С. Фельцингер, Н.В. Чежина, В.П. Лютоев, Б.А. Макеев, В.А. Белый. ЭПР И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА α-BiNb1-xFexO4-δ. Письма о материалах. 2018. Т.8. №3. С.282-287
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-3-282-287

Аннотация

В статье представлены результаты исследования ЭПР и магнитной восприимчивости BiNb1-xFexO4-y орторомбической модификацииТвердофазным синтезом получены железосодержащие керамические материалы на основе ортониобата висмута орторомбической модификации. Железосодержащие твердые растворы α-BiNb1-xFexO4-δ получены в узком концентрационном интервале при х ≤ 0.03, однофазность полученных препаратов установлена методами рентгенофазового и микрозондового анализов. Исследования ЭПР и магнитной восприимчивости образцов твердых растворов показали следующее. В спектрах ЭПР твердых растворов зарегистрирована широкая линия с центром g 2.16–2.37, на ее низкополевом крыле фиксируется малоинтенсивный сигнал с g-фактором ~ 4.3. На фоне широкого компонента спектра в диапазоне магнитных полей 190–400 мТ наблюдается «шумоподобный» сигнал из большого количества узких линий, отнесенных к интегральному сигналу ФМР и его тонкой структуре. На основании измерений магнитной восприимчивости рассчитаны парамагнитные составляющие магнитной восприимчивости и значения эффективных магнитных мо¬ментов атомов железа при разных температурах и для различных концентраций твердых растворов. Изотермы парамагнитной составляющей магнитной восприимчивости атомов железа в твердых растворах типичны для антиферромагнетиков. Величина эффективного магнитного момента атомов железа, рассчитанная в результате экстраполяции концентрационных зависимостей величин магнитной восприимчивости на бесконечное разбавление твердых растворов возрастает с ростом температуры от 5.84 МБ (90 К) до 6.43 МБ (320 К), что обусловлено присутствием в твердых растворах обменносвязанных агрегатов из атомов Fe(III) с антиферро- и ферромагнитным типом обмена. С целью описания магнитного поведения твердых растворов орторомбической модификаций с учетом наличия возможных кластеров из атомов железа выполнен теоретический расчет магнитной восприимчивости в рамках модели разбавленного твердого раствора и сопоставление полученных значений с экспериментальными. Наилучшее согласие экспериментальных и расчетных данных получено при значениях параметра антиферромагнитного обмена в димерах Jдим - 17 см-1, ферромагнитного – Jдим 45 см-1.

Ссылки (27)

1. S. S. Dunke, K. S. Suslick. J. Phys. Chem. C. 113, 10341 (2009). Crossref
2. H. Kagata, T. Inoue, J. Kato, I. Kameyama. Jpn. J. Appl. Phys. 31, 3152 (1992). Crossref
3. K. Sang, Y. Kyung. J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 9, 351 (1998). Crossref
4. Z. Wang, L. Zhang, X. Yao. Ceram. Intern. 30, 1329 (2004). Crossref
5. W. Tzou, C. Yang, Y. Chen, P. Cheng. J. Eur. Ceram. Soc. 20, 991 (2000). Crossref
6. C. L. Huang, M. H. Weng, C. C. Wu, C. T. Lion. Mater. Res. Bull. 36, 827 (2001). Crossref
7. N. Wang, M. Zhao, Z. Yin, W. Li. Mater. Res. Bull. 39, 439 (2004). Crossref
8. Y. Yang, S. Ding, X. Yao. Ceram. Intern. 30, 1335 (2004). Crossref
9. Y. Yang, S. Ding. Ceram. Intern. 30, 1341 (2004). Crossref
10. D. Shihua, X. Yao, Y. Yong. Ceram. Intern. 30, 1195 (2004). Crossref
11. C. Yang. J. Mater. Sci. Lett. 18, 805 (1999). Crossref
12. C. Huang, M. Weng, G. Shan. J. Mater. Sci. Lett. 35, 5443 (2000). Crossref
13. M. Weng, C. Huang. J. Mater. Sci. Lett. 19, 375 (2000). Crossref
14. C. Cheng, S. Lo, C. Yang. Ceram. Intern. 26, 113 (2000). Crossref
15. N. Wang, M. Zhao, Z. Yin. Mat. Sci. and Eng.: B. 99, 238 (2003). Crossref
16. H. Lee, K. Yoon, E. Kim. Jpn. J. Appl. Phys. 42, 6168 (2003). Crossref
17. V. T. Kalinnikov, Yu. V. Rakitin. Introduction to magnetochemistry. The method of static magnetic susceptibility in chemistry. Moscow, Science (1980) 302 p. (in Russian) [В. Т. Калинников, Ю. В. Ракитин. Введение в магнетохимию. Метод статической магнитной восприимчивости в химии. Москва, Наука (1980) 302 c.].
18. R. S. Roth, J. L. Waring. J. Res. Nation. Bur. Stand.-A. Phys. and Chem. 66А, 451 (1962).
19. M. A. Subramanian, J. C. Calabrese. Mat. Res. Bull. 28, 523 (1993). Crossref
20. L. G. Akselrud, Yu. N. Gryn, P. Yu. Zavalij, V. K. Pecharski, V. S. Fundamentski. CSD - Universal program package for single crystal and / or powder structure data treatment. Thes. Report on 12th ESM. Moscow (1989) Vol. 3, p. 155.
21. R. D. Shannon. Acta Crystallogr. А. 32, 751 (1976). Crossref
22. G. I. Malovichkov, V. G. Grachev, O. F. Schirmer, B. Faust. J. Phys.: Condens. Mater. 23, 3971 (1993). Crossref
23. O. N. Martyanov, S. N. Trukhan, V. F. Yudanov. Appl. Magn. Reson. 33, 57 (2008). Crossref
24. N. V. Chezhina, D. A. Korolev, N. A. Zhuk et al. J. Sol. St. Chem. 247, 8 (2017). Crossref
25. N. A. Zhuk, N. V. Chezhina, V. A. Belyy, B. A. Makeev, L. V. Rychkova. Letters on materials. 7(4), 402 (2017). Crossref
26. D. B. Goodenough. Magnetism and the Chemical Bond. Moscow, Metallurgy (1968) 328 p. (in Russian) [Д. Б. Гуденаф. Магнетизм и химическая связь. Москва, Металлургия (1968) 328 с.].
27. N. A. Zhuk, I. V. Piir, N. V. Chezhina. Rus. J. Gen. Chem. 77, 215 (2007). (in Russian) [Н. А. Жук, И. В. Пийр, Н. В. Чежина. ЖОХ. 77, 240 (2007).]. Crossref

Цитирования (3)

1.
Anatoly Ye. Yermakov, Andrei F. Gubkin, Alexander V. Korolev, Leonid S. Molochnikov, Mikhail A. Uimin, Eugene V. Rosenfeld, Mikhail I. Kurkin, Artem S. Minin, Alexey S. Volegov, Danil W. Boukhvalov, Sergey F. Konev. J. Phys. Chem. C. 123(2), 1494 (2019). Crossref
2.
Nadezhda A. Zhuk, Maria G. Krzhizhanovskaya, Vladimir A. Belyy, Boris A. Makeev. Inorg. Chem. 58(2), 1518 (2019). Crossref
3.
N. Zhuk, L. Karlova, B. Makeev. Lett. Mater. 9(3), 322 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему