Структура и магнитные свойства манганитов Eu1-xSrxMnO3 (x = 0.0, 0.25)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методами рентгеновской дифракции, термического анализа и магнитометрии исследованы манганиты Eu1-xSrxMnO3 (х = 0.0 0.25). При комнатной температуре они имеют перовскитоподобную структуру, описываемую пр. гр. Pbnm. Частичное гетеровалентное замещение катионов Eu3+ на Sr2+ приводит к снижению ян-теллеровского (Я-Т) искажения кристаллической структуры манганитов за счет уменьшения количества ионов Mn3+, участвующих в механизме искажения. При повышении температуры манганиты европия демонстрируют переход из упорядоченного состояния в неупорядоченное (Я-Т-переход), причем замещение 25% катионов европия стронцием снижает температуру структурного Я-Т-перехода более чем в 4 раза. Исследованные манганиты проявляют магнитный переход парамагнетик–антиферромагнетик с характерной температурой Нееля (ТN). Замещение 25% катионов Eu на Sr приводит к повышению ТN с 49 К при х=0.0 до 65 К.

Full Text

Restricted Access

About the authors

О. М. Федорова

Институт металлургии УрО Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: fom55@mail.ru
Russian Federation, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

Л. Б. Ведмидь

Институт металлургии УрО Российской академии наук; Уральский федеральный университет

Email: fom55@mail.ru
Russian Federation, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101; 620002 Екатеринбург, ул. Мира, 19

С. А. Упоров

Институт металлургии УрО Российской академии наук

Email: fom55@mail.ru
Russian Federation, 620016 Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

References

  1. Sakthipandi К., Hossain А., Rajkumar G. Structure–Property Relations in Rare-Earth Doped Manganite Perovskites // Mater. Res. Found. 2019. V. 57. P. 149-174. https://doi.org/10.21741/9781644900390-7
  2. Troyanchuk I.O., Samsonenko N.V., Kasper N. V., Szymczak H., Nabialek A. Magnetic and Transport Properties of EuMnO3+x Substituted by Ca, Sr and Cr Ions // Phys. Status Solidi A. 1997. V. 160. P. 195-203. https://doi.org/10.1002/1521-396X(199703)160:1 <195::AID-PSSA195>3.0.CO;2-M
  3. Федорова О.М., Ведмидь Л.Б., Балакирева В.Б., Воротников В.А., Балакирев В.Ф. Влияние концентрации бария на структурные свойства и электропроводность твердых растворов Pr1-xBaxMnO3 (x=0, 0.15, 0.25) // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 4. С. 412-418. https://doi.org/10.31857/S0002337X221040047
  4. Константинова Е.И., Литвинов В.А., Рыжков М.А., Коряков А.Д., Леонидов И.А. Термоэлектрические свойства манганитов Ca0.5-xSr0.5LuxMnO3-Δ // Неорган.материалы. 2023. Т. 59. № 12. С. 1365-1371. https://doi.org/10.31857/S0002337X23120059
  5. Li Z., Li M., Zhu Z. Perovskite Catode Materials for Low-temperature Solid Oxide Fuel Cells: Fundamentals to Optimization // Electrochem. Energy Rev. 2021. V. 5. № 2. P. 263-311. https://doi.org/10.1007/s41918-021-00098-3
  6. Ran R., Wu X., Quan C., Weng D. Effect of Strontium and Cerium Doping on the Structural and Catalytic Properties of PrMnO3 Oxides // Solid State Ionics. 2005. V. 176. № 9–10. P. 965-971. http://doi.org/10.1016/j.ssi.2004.11.018
  7. Goto T., Kimura T., Lawes G., Ramirez A.P., Tokura Y. Ferroelectricity and Giant Magnetocapacitance in Perovskite Rare-Earth Manganites // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. № 25. P. 257201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92.257201
  8. Maris G., Volotchaev V., Palstra T. T M. Effect of Ionic Size on the Orbital Ordering Transition in RMnO3-d // New J. Phys. 2004. V. 6. Р.153. https://doi.org/10.1088/1367-2630/6/1/153
  9. Knizek K., Jirak Z., Pollert E., Zounova F., Vraislav S. Structure and Magnetic Properties of Pr1-xSrxMnO3 Perovskites // J. Solid State Chem. 1992. V. 100. P. 292–306. https://doi.org/10.1016/0022-4596(92)90103-3
  10. Karmakar S., Majumdar S., Giri T. Tuning A-site Ionic Size in R0.5Ca0.5MnO3 (R= Pr, Nd and Sm): Robust Modulation in dc- and ac- Transport Behavior // J. Phys.: Condens. Matter. 2011. V. 23. P. 495902. https://doi.org/10.1088/0953-8984/23/49/495902
  11. Nagaraja B.S., Rao A., Okram G.S. Structural, Electrical, Magnetic and Thermal Studies on Eu1-x SrxMnO3 // J. Alloys Compd. 2016. V. 683. P. 308-317. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.05.098
  12. Tadokoro Y., Shan Y-J., Nakamura T., Nakamura S. Crystal Structure and Characterizations of Perovskite Oxides (Eu1-х Srх)MnO3 (0.0≤x≤0.5) // Solid State Ionics. 1998. V. 108. P. 261–267.
  13. Wang J. Z., Sun J. R., Liu G. J., Xie Y. W., Wang D. J., Zhao T. Y., Shen B.G. Magnetic, Electronic and Thermal Transport Properties of Eu0.55Sr0.45MnO3 // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. P. 104428. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.104428
  14. Alonso J.A., Martinez-Lope M.J., Casais M.T., Fernandez-Diaz M.T. Evolution of the Jahn-Teller Distortion of MnO6 Octahedra in RMnO3 Pperovskites (R = Pr, Nd, Dy, Tb, Ho, Er, Y): a Neutron Diffraction Study // Оrg. Chem. 2000. V. 39. P. 917-923. https://doi.org/10.1021/ic990921e
  15. Toby B.H. EXPGUI, a Graphical User Interface for GSAS // J. Appl. Crystallogr. 2001. V. 34. P. 210-213.
  16. Vedmid’ L.B., Fedorova O.M., Kozhina G.A., Uporov S.A. Influence of Strontium Concentration on Structure and Magnetic Properties of Solid Solution Nd1-xSrxMnO3 (x=0; 0.15; 0.25; 0.50) // J. Solid State Chem. 2022. V. 312. Р. 123244. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2022.123244
  17. Mihalik M., Csach K., Kave V. Cooperative Jahn-Teller Effect in NdMn1-xFexO3-d (0≤x≤ 0.2)// J. Alloys Compd. 2021. V. 857. Р. 157612. http://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157612
  18. Mukovskii Y. M., Hilscher G., Michora H., Ionov A. M. Magnetic Properties, Resistivity and Heat Capacity of EuMnO3 and Eu0.7A0.3MnO3 (A=Ca, Sr) Compounds // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. № 1. Р. 7163-7165. http://dx.doi.org/10.1063/1.367628
  19. Cherepanova L. A., Estemirova S. Kh., Mitrofanov V. Ya., Uporov S. A. Cationic Nonstoichiometry, Crystal Structure, and Magnetic Properties of Eu1–x Mn1+ xO3 // J. Supercond. Nov. Magn. 2022. V. 35. P. 3301–3307. https://doi.org/10.1007/s10948-022-06415-1

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. 1. Diffractograms of manganites EuMnO3 (a) and Eu0.75Sr0.25MnO3 (b).

Download (113KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. TG and DSC curves of Eu1-xSrxMnO3 europium manganites.

Download (131KB)
Indexing metadata
4. 3. Temperature dependences of the unit cell parameters of the Eu1-xSrxMnO3 samples with x = 0.0 (a), 0.25(b); T* is the temperature of the beginning of the orbital ordering, TJT is the temperature of the I-T transition.

Download (153KB)
Indexing metadata
5. 4. Temperature dependences of magnetization (m) and reverse magnetic susceptibility (c-1) of europium manganites EuMnO3 (a) and Eu0.75Sr0.25MnO3 (b).

Download (111KB)
Indexing metadata
6. 5. Isothermal dependences of the magnetization of europium manganite EuMnO3 (a) and Eu0.75Sr0.25MnO3 (b) at T=4K.

Download (80KB)
Indexing metadata
7. 6. Temperature dependences of magnetization (m) and reverse magnetic susceptibility (c–1) of europium manganite Eu0.98Mn1.02O3.

Download (76KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences