Магнитные свойства твердых растворов Mn1-xGdxSe
Автор: Живулько А.М., Янушкевич К.И., Даниленко Е.Г., Зеленов Ф.В., Бандурина О.Н.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Технологические процессы и материалы
Статья в выпуске: 4 т.23, 2022 года.
Бесплатный доступ
Исследуются возможные материалы для спинтроники, функционирующие в экстремальных условиях, на основе селенидов марганца, замещенных гадолинием. Приводится технология синтеза твердых растворов на основе твердофазных реакций с использованием соединений MnSe и GdSe. В результате синтезированы твердые растворы Mn1-xGdxSe с концентрациями х = 0,05; 0,1; 0,15 и 0,5. Синтез осуществлен в условиях вакуума 10-2 Па. Продукты первичного синтеза подвергались тщательному измельчению в порошки, из которых под давлением делались таблетки для гомогенизирующего отжига при 1370 К. После двухчасовой выдержки продукты синтеза закалялись в холодной воде. На завершающем этапе получены однородные прочные слитки серовато-серебристого цвета. Рентгенофазовый анализ синтезированных твердых растворов системы Mn1-xGdxSe выполнен в Cu-K a-излучении в режиме измерений по точкам с шагом сканирования по углу Δ2θ = 0,03 degree, время набора информации в точке отсчета Δτ = 3 с. Определена пространственная группа симметрии и параметр элементарной кристаллической ячейки твердых растворов системы Mn1-xGdxSe из рентгеноструктурного анализа. Найдена зависимость величины параметра кристаллической решетки твердых растворов от концентрации ионов гадолиния. Измерена удельная намагниченность пондеромоторным методом в магнитном поле с индукцией В = 0,86 Тесла и определена магнитная восприимчивость образцов в интервале температур 80 ≤ Т ≤ 950 К. Проведенные циклы в режиме «нагрев - охлаждение» изменения свойств не обнаружили. Определены температуры Нееля и парамагнитная температура Кюри из закона Кюри - Вейсса в зависимости от концентрации редкоземельного элемента. Установлено уменьшение температуры магнитного фазового перехода.
Спинтроника, магнитная восприимчивость, пондеромоторный метод, температура нееля, закон кюри - вейсса
Короткий адрес: https://sciup.org/148325805
IDR: 148325805 | DOI: 10.31772/2712-8970-2022-23-4-748-755
Список литературы Магнитные свойства твердых растворов Mn1-xGdxSe
- Корреляция магнитных и транспортных свойств с полиморфными переходами в пиростаннате висмута Bi2(Sn1−xCrx)2O7 / С. C. Аплеснин, Л. В. Удод, М. Н. Ситников и др. // Физика твердого тела. 2015. Т. 57, вып. 8. С. 1590–1595.
- Solid Influence of magnetic ordering on the resistivity anisotropy of Α-MNS single crystal / S. S. Aplesnin, G. A. Petrakovskii, L. I. Ryabinkina et al. // State Communications. 2004. Vol. 129. Is. 3. P. 195–197.
- Metal-insulator transition and magnetic properties in disordered systems of solid solutions MEXMN1-XS / L. I. Ryabinkina, G. A. Petrakovskii, G. V. Loseva, S. S. Aplesnin // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1995. Vol. 140–144, Is. 1. P. 147–148.
- Спин-зависимый транспорт в монокристалле ALPHA-MNS / С. С. Аплеснин, Л. И. Рябинкина, Г. М. Абрамова и т. д. // Физика твердого тела. 2004. Т. 46, № 11. С. 2000–2005.
- Metal-semiconductor transition in SMXMN1-XS solid solutions / S. Aplesnin, O. Romanova, A. Har'kov et al. // Physica Status Solidi (B): Basic Solid State Physics. 2012. Vol. 249, Is. 4. P. 812–817.
- Низкотемпературные электронные и магнитные переходы в антиферромагнитном полу- проводнике CR0.5MN0.5S / Г. А. Петраковский, Л. И. Рябинкина, Д. А. Великанов и др. // Физика твердого тела. 1999. Т. 41, № 9. С. 1660–1664.
- Magnetization reversal processes in magnetic bicrystal junctions / Gunnarsson R., Hanson M. // Phys. Rev. 2006. Vol. 73. P.014435.
- Бойков Ю. А., Клаесон Т., Данилов В. А. Магнетосопротивление эпитаксиальных пленок La0.67Sr0.33MnO3, выращенных на подложке с малым рассогласованием в параметрах кристаллических решеток // Физика твердого тела. 2005. Т. 47, вып. 12. С. 2189–2194.
- Cheng S. L., Du C. H., Chuang T. H., Lin J. G. Atomic replacement effects on the band structure of doped perovskite thin films // Scientific Reports. 2019. Vol. 9. P. 7828.
- Current switching of resistive states in magnetoresistive manganites / A. Asamitsu, Y. Tomioka, H. Kuwahara, Y. Tokura // Nature. 1997. Vol. 388. P. 50–52.
- Бебенин Н. Г., Зайнуллина Р. И., Устинов, В. В. Манганиты с колоссальным магнетосопротивлением // УФН. 2018. Т. 188, № 8. C. 801–820.
- Аплеснин С. С. Неадиабатическое взаимодействие акустических фононов со спинами S = 1/2 в двумерной модели гейзенберга // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2003. Т. 124, № 5. С. 1080–1089.
- Aplesnin S. S. Dimerization of antiferromagnetic chains with four-spin interactions // Physics of the Solid State. 1996. Vol. 38, № 6. P. 1031–1036.
- 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, № 2. P. 491–49
- 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, № 44. P. 10061–10065.
- Aplesnin S. S. Existence of massive singlet excitations in an antiferromagnetic alternating chain with S=1/2 // Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics. 2000. Vol. 61, № 10. P. 6780–6784.
- Probing spin susceptibility of a correlated two-dimensional electron system by transport and magnetization measurements / V. M. Pudalov, A. Yu. Kuntsevich, M. E. Gershenson et al. // Phys. Rev. B. 2018. Vol. 98. P. 155109.
- Diversity of quantum ground states and quantum phase transitions of a spin-1/2 Heisenberg octadedral chain / J. Strecka, J. Richter, O. Derzhko et al. // Phys. Rev. 2017. Vol. 95. P. 224415.
- Quantum-size effects in the thermodynamic properties of metallic nanoparticles / Y. Volokitin, J. Sinzig, L. J. de Jongh et al. // Nature. 1996. Vol. 384. P. 621–623.
- Gong C., Zhavg X. Two-dimensional magnetic crystals and emergent heterostructure devices//Science. 2019. Vol. 363. P. 6428.
- Спин-стекольные эффекты в твердых растворах COxMN1-xS / С. С. Аплеснин, Л. И. Рябинкина, О. Б. Романова и др. // Известия РАН. Серия физическая. 2009. Т. 73, № 7. С. 1021–1023.
- Low-temperature electronic and magnetic transitions in the antiferromagnetic semiconductor Cr0.5n0.5S / G. A. Petrakovskiǐ, L. I. Ryabinkina, D. A. Velikanov et al. // Physics of the Solid State. 1999. Vol. 41 (9). P. 1520–1524.
- Взаимосвязь магнитных и электрических свойств халькогенидов MnSe1-XTeX» / С. С. Аплеснин, О. Н. Бандурина, Л. И. Рябинкина и др. // Известия РАН. Серия Физическая. 2010. Т. 74, № 5. C. 741–743.
- Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 24450-80 «Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения» Постановление Госкомстата СССР № 5672 от 28 ноября 1980 г.
- Чечерников В. И. Магнитные измерения. М.: Издательство МГУ, 1969. 387 с.
- Янушкевич К. И. Методика выполнения измерений намагниченности и магнитной восприимчивости // Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. МВИ. МИ 3128-2009, НИИ ТЗИ, БелГИМ, Минск, 2009. C. 19.
