Введение к работе
Актуальность темы. Современное развитие науки и техники ставит задачу поиска новых магнитных материалов, обладающих сочетание» определенных физических свойств. В этой сепзіі, большое значение придается исследованию свойств соединений на основе сочетания редкоземельных элементов и 3d-элементов переходного ряда.
Начинал с 60-х годов, внимание исследователей привлекли свойства слегших окислов с ойцей формулой LnMno ,гдс Ln- редко-
апмопьнт ПГ>и. «МОПНО ТСГДа BHCpEUC бііЛ СКНТёЗнриван LaMiO И ряд
других скислое. Полученные вещества Сили отнесены к классу магнитных полупроводников с уишгалышм набором свойств.в частности, е зависимости от температуры и условии синтеза в LaJ.inQ бы-
3 лл обнарулепы состояния с фэрромзгпитним упорядочением и металлической проводимостью, а таїкя антпферромзгнитным в сочетании со слабым ферромагнетизмом. У других мангаиятов такте отмечена слэк-пая магнитная фасовая диаграмма, отмечено, что физические свойства (кристо^сструктурние,электрические, магнитные) полученных образцов различаются у разных авторов. Впоследствии было установлено , что причиной различий явились условии синтеза. Была построена равновесная диаграмма состояний для LaMnO .
Дня соъяснения свойств мэлгапнтов были предложены теоретические модели.учитиватаие различные ьмханкзш обменного взаимодействия и орОиталыгого упорядочения. Механизм орбитального упорядочения. ирсдлолйшиШ Гудснафои .основан на рассмотрении эффек-та Япа-Теддсрз. в концентрированных средах,так называемого кооперативного эффекта Яна-'Геллера, присущего трехвалентным конам марганца. При уменьшении г.опцептрации пн-теллерогсгаїх ионов кооперативный характер офіюктз по і.яюнкя авторов доляоп сизниться динамическим, при котором нсісауяііня кристаллической структуры не носят статического характера. Это отражается на Физических свойствах кристалла,в частности,в La'/nO при снятии кооперативного
4+ 3
зффс:ггз ца-1Ь % !'л }происходит переход в ферромагнитное состояние , который ссяроюгдзстся резким возрастанием злегггри-чсеиоїі проводимости. С другой стороны , у других мапганнтоз
(Рг Са .'.5-! Мп * О ,1М Сэ Kin" Мл 0 ) .переход в форрода-
гнитнос состояние иаолюдается до снятия кооперативного эффекта Яна-Тедлера.Это говорит о том,что механизм обменных взаимодействуй у данного класса магнитных полупроводников до конца не понят. Для углубления представлений о процессах,происходящих на микроуровне,для данных соединений необходимо подучить дополнительную информацию.
Целью настоящей работы явилось комплексное изучение свойств впервые синтезированного ряда непрерывных растворов Dy Са МпО .исследование фундаментальных колебаний кристалдиче-
1 - X х 3
ской рештки La Са MnO iLn=La,Hd.Dy). 1-х x З В огней с, поставленной целью выполнялись едедуюшяе задачи:
1. Синтез и изучение кристаллических,магнитных и электри
ческих свойств образцов системы Dy Са ШО . Сравните-
1-х 1С 3 лышй анализ со свойствами изоструктурных ыанганитов.
U. Анализ ИК-спеитров поглощения соединений In Са шо
1-х х 3 (tn - La , Hd , Dy):
а)Рощеішо прямой и обратной колебательных задач для
КоШО ; 3 с;интерпретация ИК спектров поглощения и связь их со структурними особенностями ортоыанганитов. Научная новизна.
і.йкспорииентально показана.что для ортоманганита диспрозия снятие кооперативного аффекта Яна-Теллера не является достаточный условием возникновения сильного обманного взаимодействия.
2. В ортсьшганите диспрозия экспериментально обнаружены
Фазовые пэреходи, сопровождающиеся изменением электропроводности
2+ її относительного удлинения при концентрациях ионов Са Х=0. 25-0. і
Z. Получены и систематизированы длинноволновые спектры ПК
поглощения ряда редкоземельных ортоыанганитов.
4. Проведен расчет' фундаментальных колебаний NdMnO .
5. Выделены харзотеристичеекие частоты и показана их связі
со стругаушіши элементами исследуемых соединений.
6. Проанализировано влияние отклонения длин свясей Мп - О
от заданных разновесных на спзктр КК-поглощения.
іпучнля и прасткчаекпя цанностъ. Крове денные в работе исследования кржталлоструктурицх, шгиитішх и электрических свойств
- Б -
образцов ряда непрерывных растворов Dv Са MhO показали,что об-
1-х х 3 менные взаимодействия между магнитными ионаш зависят не-только
от орбитального упорядочения,но и, в большой степени,от геометрического фактора. Размерный эффект,конкурируя с кооперативным эффектом Яна-Теллера,является определяю!»».! при формировании кристаллической структуры для последовательного ряда редкоземельных
ортомангалитов. начиная с DyMiiO .
3 Репение прямой и обратной колебательной задач,анализ
(СС-спэктооп ппгяпдагпіо некоторое сртс^анганнюь позволило выделить характеристические частоты колебаний в структурных единицах
исследуемых соединений - октаэдрах f.'nO , что явилось связуттавм
(5 звеном между спектроскопический',) и другим) физически!,!:) свойствами
изучаемых редкоземельных ортоманганитов. Корреляция меяду длинами связей Мп -Ом положением спектральных полос поглошешія позволяет сделать количественную оценку размеров кислородного октаэдра. Соответственно, прз!Сгичеек5"іо ценность могут найти полученные спектры ЯК-поглощения для сравнительного анализа спектров Пзост-руктурних соединений. .Большую практическую значимость имеют полученные значення силових констант взаимодействия tin - О, до сих пер не встречавшиеся в литературе.
По своим электрическим свойствам изученные ортсызлгашгга могут быть исподььозаїш п ютестве высокотемпературных нагревательных электрических элементов .
to завиту вьгчоептся 'с ла душир поло?яния-.
І.Кристаллоструї-лурние изменения, происходящие в образцах
2+-оистеми Dy Са МпО .в зависимости ог концентрации ионов Са . 1-х х 3
2. Установление закономерностей в поведении удельной намаг
ниченности,электрического сопротивления и относительного удлине
ния образцов системы Dv Са ШО .связанные с изменением темпз-
1-х х 3 ратуры и концентрации ионов кальция.
3. Интерпретация длинноволновых спектров Ш-поглощения ряда
соединений Ln Са МпО (Ln-La,Md,Dv) .отнесение полос поглощения
1-х я 3 соответствующим колебаниям атомов внутри октаэдрическнх группировок Mid . 6
4. Проверка ізагпстатической гипотезы Гуденафз на основании
данных по исследованию ЯК-спектров поглощения.
Апробация работы. Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции по ферритам (Ивано-Франковск,1981), XII Всесоюзном совещании по применению колебательных спектров к исследованию неорганических и координационная соединений (Шнек, 1989),расшрешгаы заседании физического семинара кафедры лазерной оптики БГУ (ноябрь, 1992).
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ,получено одно авторское свидетельство.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоят из введения, четырех глав, основных еыводов и бибилиографни , содержащей 112 наименований. Работа изложена на 126 листах .содержит 52 рисунка и 16 таблиц.
