Магнитные свойства NdMnO₃.₁ при низких температурах

Abstract

Измерены температурные зависимости магнитной восприимчивости манганита NdMnO₃.₁ и разбавленного La₀.₁Nd₀.₉MnO₃.₁ при различных режимах охлаждения (ZFC- и FC-режимы) в интервале температур 300—0,5 К и в магнитных полях до 3,5 кЭ. Существование в оксидах ионов марганца с различной валентностью приводит к сосуществованию наноразмерных ферромагнитных и антиферромагнитных фаз. Это приводит к существованию четких различий между кривыми χZFC(T) и χFC(T) при всех экспериментальных полях. Для обоих образцов зависимости χ(T) демонстрируют две четкие аномалии около 11 К и 60 К. Вблизи 60 К кривые χ(T) проявляют аномалию, типичную для фазового перехода в ферромагнитное упорядоченное состояние. Около 11 К происходит упорядочение подрешетки Nd³⁺. Были исследованы полевые зависимости намагниченности манганитов в интервале температур от 0,5 К до 100 К и в магнитных полях до 20 кЭ. Кривые М(Н) для обоих соединений демонстрируют гистерезис. В образце NdMnO₃.₁ наблюдается переход, подобный метамагнитному, когда под действием приложенного магнитного поля часть антиферромагнитных кластеров опрокидывается в ферромагнитное состояние. В данном процессе важную роль играет упорядоченная подсистема Nd³⁺.

The temperature dependences of magnetic susceptibility of NdMnO₃.₁ manganite and diluted La₀.₁Nd₀.₉MnO₃.₁ are measured within the temperature range from 300 to 0.5 K and magnetic fields up to 3.5 kOe using different regimes of cooling (ZFC and FC regimes). The existence of manganese ions with different valence in oxides results in coexistence of ferromagnetic and antiferromagnetic nanoscale phases. This leads to clear distinguishes between the χZFC(T) and χFC(T) curves for all experimental magnetic fields. The χ(T) dependences of both samples demonstrate two pronounced anomalies close to 11 K and 60 K. Near 60 K, χ(T) curves exhibit anomaly, which is typical for the phase transition to a ferromagnetically ordered state. Near 11 K, the Nd³⁺ sublattice ordering takes place. The field dependences of magnetization M of manganites are investigated in the temperature range from 0.5 K to 100 K for magnetic field up to 20 kOe. The M(H) curves for both compounds demonstrate hysteresis loops. In NdMnO₃.₁ sample, a metamagnetic-like transition is observed, when some of antiferromagnetic clusters overturn into ferromagnetic state under influence of the applied field. In this process, a role of the ordered Nd³⁺ subsystem seems to be important.

Поміряні температурні залежності магнетної сприйнятливости манганіту NdMnO₃.₁ і розведеного La₀.₁Nd₀.₉MnO₃.₁ за різних режимів охолодження (ZFC- і FC-режими) в інтервалі температур 300—0,5 К і в магнетних полях до 3,5 кЕ. Існування в оксидах йонів мангану з різною валентністю призводить до співіснування нанорозмірних феромагнетних і антиферомагнетних фаз. Це призводить до чітких відмінностей між кривими χZFC(T) і χFC(T) за всіх експериментальних полів. Для обох зразків залежності χ(T) демонструють дві чіткі аномалії близько 11 К і 60 К. Поблизу 60 К криві χ(Т) показують аномалію, типову для фазового переходу у феромагнетний упорядкований стан. Близько 11 К відбувається впорядкування підґратниці Nd³⁺ . Були досліджені польові залежності магнетованости манганітів в інтервалі температур від 0,5 К до 100 К та у магнетних полях до 20 кЕ. Криві М(Н) для обох сполук демонструють гістерезу. У зразку NdMnO₃.₁ спостерігається перехід, подібний метамагнетному, коли під дією прикладеного магнетного поля частина антиферомагнетних кластерів перекидається у феромагнетний стан. У цьому процесі важливу роль відіграє впорядкована підсистема Nd³⁺.