Исследование электрических свойств сульфидов марганца, допированных ионами тулия и иттербия

Исследование электрических свойств сульфидов марганца, допированных ионами тулия и иттербия

Автор: Коновалов С. О., Бегишева О. Б., Абдельбаки Хишем, Рыбина У. И., Юхно М. Ю.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Технологические процессы и материалы

Статья в выпуске: 1 т.21, 2020 года.

Бесплатный доступ

Материалы, обнаруживающие связь между электрическими и магнитными свойствами, являются привлекательными для возможного использования в качестве элементной базы в микроэлектронике, спинтронике, сенсорных устройствах. Соединения с переменной валентностью проявляют ряд фазовых переходов металлдиэлектрик, магнитных фазовых переходов, включая изменения магнитных свойств без изменения магнитной симметрии. Перспективными материалами для изучения этих эффектов являются катион замещенные соединения Mn1-xRexS (Re = 4f элементы), синтезированные на основе антиферромагнитного полупроводника моносульфида марганца. Последнее имеет практическую значимость в разработке новых материалов для датчиков температуры, широко используемых в металлургической отрасли. Проведены исследования структурных и электрических свойств соединений с переменной валентностью TmXMn1-ХS (0 ≤ X ≤ 0.15) и TmXMn1-ХS (0 ≤ X ≤ 0.25) в области температур 80-1100 K. Определены области существования твердых растворов сульфидов TmХMn1-ХS с ГЦК решеткой типа NaCl. Установлено уменьшение проводимости при замещении катионов марганца ионами тулия и более резкое увеличение постоянной решетки по сравнению с законом Вегарда. При замещении ионами иттербия проводимость увеличивается с ростом концентрации и температурная зависимость имеет вид, типичный для полупроводников.

Еще

Сульфид марганца, переменная валентность, проводимость, рентгеноструктурный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/148321944

IDR: 148321944   |   DOI: 10.31772/2587-6066-2020-21-1-108-114

Список литературы Исследование электрических свойств сульфидов марганца, допированных ионами тулия и иттербия

  • Eerenstein W., Mathur N. D., Scott J. F. Dielectric and Magnetic Properties of Nano-Structure BiFeO3 Doped with Different Concentrations of Co Ions Prepared by Sol-Gel Method. Multiferroic and Magnetoelectric Materials. Nature Journal. 2006, Vol. 442, P. 759-765.
  • Golubkov A. V., Goncharova E. V., Zhuze V. P., Loginov G. M., Sergeeva V. M., Smirnov I.A. Fizicheskie svoystva khal'kogenidov redkozemel'nykh elementov [Physical properties of chalcogenides of rare earth elements.]. Leningrad, Nauka Publ., 1973, 304 p.
  • Aplesnin S. S., Sitnikov M. N. Magnetotransport effects in paramagnetic GDXMN1- XS. JETP letters. 2014, Vol. 100, Iss. 1-2, P. 104-110.
  • Aplesnin S. S., Petrakovskii G. A., Ryabinkina L. I., Abramova G. M., Kiselev N. I., Romanova O. B. Influence of magnetic ordering on the resistivity anisotropy of a-MNS single crystal. Solid State Communications. 2004, Vol. 129, Iss. 3, P. 195-197.
  • Aplesnin S. S. Spin liquid and quantum effect in antiferromagnets. Palmarium Academic Publ., 2012, 140 p.
  • Aplesnin S. S., Romanova O. B., Gorev M. V., Velikanov D. A., Gamzatov A. G., Aliev A. M. Magnetic and thermophysical properties of GdxMni-xS solid solutions. J. Phys.: Cond. Matt. 2013, Vol. 25, P.025802.
  • Aplesnin S. S., Khar'kov A. M., Eremin E. V., Romanova O. B., Balaev D. A., Sokolov V. V., Pichu-gin A. Yu. Nonuniform Magnetic States and Electrical Properties of Solid Solutions. IEEE Transactions on magnetics. 2011, Vol. 47, P. 4413-4416.
  • Ryabinkina L. I., Romanova O. B., Aplesnin S. S. Sulfide compounds MeXMn1-XS(Me = Cr, Fe, V, Co): technology, transport properties, and magnetic ordering. Bulletin of the Russian Academy of Science: Physics. 2008, Vol. 72, Iss. 8, P. 1050-1052.
  • Ryabinkina L. I., Petrakovskii G. A., Loseva G. V., Aplesnin S. S. Metal-insulator transition and magnetic properties in disordered systems of solid solutions MEXMN1-XS. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1995, Vol. 140-144, Iss. 1, P. 147-148.
  • Aplesnin S. S., Ryabinkina L. I., Abramova G. M., Romanova O. B., Kiselev N. I., Bovina A. F. Spin-dependent transport in a-MnS single crystals. Physics of the Solid State. 2004, Vol. 46, Iss. 11, P. 2067-2072.
  • Aplesnin S. S, Romanova O. B., Khar'kov A. M., Balaev D. A., Gorev M. V., Vorotinov A. I., Sokolov V. V., Pichugin A. Yu. Metal-semiconductors transition in SmXMni-XS solid solutions. Physica Status Solidi (B): Basic Solid State Physics. 2012, Vol. 249, Iss. 4, P. 812-817.
  • Strange P., Svane A., Temmerman W. M., Szotek Z., Winter H. Understanding the valence of rare earths from first-principles theory. Letters to nature. 1999, Vol. 399, Iss. 6738, P. 756-758.
  • Derr J., Kneel G., Sake B., M'easson M.-A., Flou-quet J. J. Valence and magnetic ordering in intermediate valence compounds : TmSe versus SmB6. J. Phys.: Condens. Matter. 2006, Vol. 18, P. 2089-2106.
  • Abdusalyamova M. N., Alekseev P. A., Kle-ment'ev E. S., Nefedova E. V., Nizhankovskiy V. I. [Change of the tulium valence in TmSb 1 - xTe x compounds]. Fizika Tverdogo Tela. 1994, T. 36, Vol. 1, P. 145-151 (In Russ.).
  • Aplesnin S. S. A study of anisotropic Heisenberg antiferromagnet with S=1/2 on a square lattice by Monte-Carlo method. Physica Status Solidi (B): Basic Solid State Physics. 1998, Vol. 207, Iss. 2, P. 491-498.
  • Aplesnin S. S. Dimerization of antiferromagnetic chain with four-spin interactions. Physics of the Solid State. 1996, Vol. 38, Iss. 6, P. 1031-1036.
  • Aplesnin S. S. Nonadiabatic interaction of acoustic phonons with spins S = 1/2 in the two-dimentional Heisenberg model. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2003, Vol. 97, Iss. 5, P. 969-977.
  • Aplesnin S. S. Quantum Monte-Carlo analysis of the 2d Heisenberg antiferromagnet with S = 1/2: the influence of exchange anisotropy. Journal of Physics: Condensed Matter. 1998, Vol. 10, Iss. 44, P. 10061-10065.
  • Syassen K., Winzen H., Zimmer H. G., Tups H., J. M. Leger. Optical response of YbS and YbO at high pressures and the pressure-volume relation of YbS. Phys. Rev. 1985, B. 32, P. 8246.
  • Aplesnin S. S., Khar'kov A. M., Romanova O. B., Yanushkevich K. I., Galyas A. I., Sokolov V. V. Magnetic and electric properties of YbxMni _ xS alloys. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics volume. 2013, Vol. 77, No 10, P. 1252-1254.
  • Matsunami M., Okamura H., Ochiai A., Nanba T. Pressure tuning of an ionic insulator into a heavy electron metal: an infrared study of YbS. Physical review letters. 2009, Vol. 103, Iss. 23, P. 237202.
  • Aplesnin S. S., Ryabinkina L. I., Romanova O. B., Sokolov V. V., Pichugin A. Y., Galyas A. I., Demidenko O. F., Makovetski G. I., Yanushkevich K. I. Magnetic and electrical properties of cation-substituted sulfides MeXMn1-XS(Me = Co, Gd). Physics of the Solid State. 2009, Vol. 51, Iss. 4, P. 661-664.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp