Влияние допирования железом на структурные, магнитные и электрические характеристики манганитов системы La_(0.7)Sr_(0.3)Mn_(0.9)Zn_(0.1-x)Fe_xO_3(0≤x≤0.1)

摘要

Представлены экспериментальные данные о структуре и свойствах манганитов системы La_(0.7)Sr_(0.3)Mn_(0.9)Zn_(0.1-x)Fe_xO_3(0≤x≤0.1), синтезированных по керамической технологии и отожженных в условиях, обеспечивающих достижение стехиометрического содержания кислорода. Все полученные манганиты имеют ромбоэдрическую структуру. Замещение цинка железом приводит к возрастанию объема элементарной ячейки и среднего расстояния катион-анион в октаэдрической подрешетке, что обусловлено увеличением концентрации ионов Mn~(3+) за счет уменьшения содержания Mn~(4+) вследствие процессов зарядовой компенсации. Углы между связями Mn - О - Mn практически не изменяются. Точка Кюри, намагниченность и температура перехода "металл - полупроводник" как функции содержания железа характеризуются наличием максимума. Максимальное значение сопротивления манганита с х = 0,1 в 800 - 1000 раз превышает максимальные значения сопротивления остальных образцов в исследованном диапазоне температур. Температурные зависимости магнитной проницаемости свидетельствуют о существовании магнитных неоднородностей в манганитах, особенно в образцах с х = 0 и х = 0,1, что может быть обусловлено неоднородным распределением ионов Zn~(2+) и присутствием ферромагнитных и парамагнитных кластеров. Эти данные согласуются с результатами исследования спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), содержащих дополнительные и (или) уширенные линии. Особенности зависимостей свойств изученных манганитов от содержания железа объяснены влиянием ряда конкурирующих факторов: уменьшением концентрации ионов Mn~(4+) и вероятности антиферромагнитного взаимодействия между ними; изменением количества нарушенных обменных связей между ионами Mn~(4+) и Mn~(3+); изменениями характеристик магнитных неоднородностей.