А. В. Пащенко, В. П. Пащенко, В. К. Прокопенко, А. Г. Сильчева, Ю. Ф. Ревенко, А. А. Шемяков, Н. Г. Кисель, В. П. Комаров, В. Я. Сычева, С. В. Горбань, В. Г. Погребняк, “Дефектность кластеризованной перовскитовой структуры, фазовые переходы и магниторезистивные свойства керамики La$_{0.6}$Sr$_{0.2}$Mn$_{1.2-x}$Ni$_x$O$_{3\pm\delta}$ ($x$ = 0–0.3)”, Физика твердого тела, 2012, том 54, выпуск 4,страницы 720

Эта публикация цитируется в 18 статьях

Магнетизм

Дефектность кластеризованной перовскитовой структуры, фазовые переходы и магниторезистивные свойства керамики La$_{0.6}$Sr$_{0.2}$Mn$_{1.2-x}$Ni$_x$O$_{3\pm\delta}$ ($x$ = 0–0.3)

А. В. Пащенко^ab, В. П. Пащенко^ac, В. К. Прокопенко^a, А. Г. Сильчева^d, Ю. Ф. Ревенко^a, А. А. Шемяков^a, Н. Г. Кисель^c, В. П. Комаров^c, В. Я. Сычева^a, С. В. Горбань^b, В. Г. Погребняк^b

^a Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина, г. Донецк
^b Донецкий национальный университет экономики и торговли им. М. Туган-Барановского, г. Донецк
^c Научно-исследовательский институт "Реактивэлектрон"
^d Луганский национальный педагогический университет им. Тараса Шевченко

Аннотация: Рентгеноструктурным, магнитным $(\chi_{\mathrm{ac}})$, ЯМР $^{55}$Mn, резистивным и магниторезистивным методами исследованы керамические образцы La$_{0.6}$Sr$_{0.2}$Mn$_{1.2-x}$Ni$_x$O$_{3\pm\delta}$ (0 $\le x\le$ 0.3). Установлены закономерности влияния состава на структуру и свойства нестехиометрических манганитоперовскитов. Ромбоэдрически $(R\bar3c)$ искаженная перовскитовая структура содержит анионные, катионные вакансии и наноструктурные кластеры с Mn$^{2+}$ в $A$-позициях. Замещение ионов Mn$^{3+}$ ($r$ = 0.785 $\mathring{\mathrm{A}}$) ионами Ni$^{3+}$ ($r$ = 0.74 $\mathring{\mathrm{A}}$) приводит к уменьшению параметра решетки $a$ и температур фазовых переходов $T_c$ и $T_{ms}$ вследствие нарушения сверхобменных взаимодействий между разновалентными ионами марганца Mn$^{3+}$ и Mn$^{4+}$. Обнаруженный аномальный гистерезис при 77 K объяснен антиферромагнитным действием однонаправленной обменной анизотропии со стороны ферромагнитной матричной структуры на магнитные моменты сверхстехиометрического марганца Mn$^{2+}$, находящегося в наноструктурных плоскостных кластерах. Широкие асимметричные спектры ЯМР $^{55}$Mn свидетельствуют о высокочастотном электронном сверхобмене ионов Mn$^{3+}$ $\leftrightarrow$ O$^{2-}$ $\leftrightarrow$ Mn$^{4+}$, неоднородности их окружения другими ионами, вакансиями, кластерами и о частичной локализации Mn$^{4+}$. Определены поля сверхтонкого взаимодействия на ядрах $^{55}$Mn. Концентрационные зависимости энергии активации и частоты перескока заряда подтвердили уменьшение ионами Ni электропроводности вследствие ослабления электронного сверхобмена Mn$^{3+}$ $\leftrightarrow$ O$^{2-}$ $\leftrightarrow$ Mn$^{4+}$. Установлены два типа магниторезистивного эффекта: один – вблизи $T_c$ и $T_{mc}$ – обусловлен рассеянием на внутрикристаллитных наноструктурных неоднородностях, другой – в низкотемпературной области – туннелированием на межкристаллитных мезоструктурных границах. Фазовая диаграмма характеризует сильную взаимосвязь магнитных и электрических свойств в редкоземельных манганитах.

Поступила в редакцию: 28.09.2011