Структура, фазовые переходы, ЯМР ⁵⁵Mn, резистивные и магнитные свойства композиционной керамики (La₀.₆Sr₀.₃Mn₁.₁O₃) ₁₋x(LaCu₂O₄)x

Abstract

Рентгеноструктурным, резистивным, магнитным, ЯМР ⁵⁵Mn и магниторезистивным (МР) методами исследована спеченная при 1240°C композиционная керамика (La₀.₆Sr₀.₃Mn₁.₁O₃) ₁₋x(LaCu₂O₄)x. Показано, что медь перераспределяется между основной ромбоэдрической R3c перовскитовой структурой и фазой CuO. Установлена корреляция между концентрационными изменениями параметра решетки и среднего ионного радиуса. Экспериментально определены молярные формулы перовскитовой структуры. Показано, что реальная структура является дефектной и содержит анионные и катионные вакансии, а также наноструктурные кластеры плоскостного типа. Обнаружен аномальный гистерезис магнитных свойств, обусловленный однонаправленной анизотропией. На основании анализа спектров ЯМР ⁵⁵Mn определены поля сверхтонкого взаимодействия и сделан вывод, что марганец в В-позициях находится в трех неэквивалентных состояниях в результате неоднородности его ближайшего окружения другими ионами и дефектами. Сильно выраженный МР-эффект туннельного типа обусловлен процессами туннелирования на мезоструктурных межкристаллитных границах.

Рентгеноструктурним, резистивним, магнітним, ЯМР ⁵⁵Mn та магніторезистивним (МР) методами досліджено спечену при 1240°C композиційну кераміку (La₀.₆Sr₀.₃Mn₁.₁O₃) ₁₋x(LaCu₂O₄)x. Показано, що мідь перерозподіляється між основною ромбоедрично спотвореною R3c перовскитовою структурою та фазою CuO. Встановлено кореляцію між концентраційними змінами параметра решітки та середнього іонного радіуса. Експериментально визначено молярні формули перовскитової структури. Показано, що реальна структура є дефектною та містить аніонні й катіонні вакансії, а також наноструктурні кластери площинного типу. Виявлений аномальний гістерезис магнітних властивостей обумовлено односпрямованою анізотропією. На підставі аналізу спектрів ЯМР ⁵⁵Mn визначено поля надтонкої взаємодії та зроблено висновок, що марганець у В-позиціях знаходиться в трьох нееквівалентних станах в результаті неоднорідності його найближчого оточення іншими іонами та дефектами. Сильно виражений МР-ефект тунельного типу обумовлено процесами тунелювання на мезоструктурних міжкристалічних границях.

The composite ceramics (La₀.₆Sr₀.₃Mn₁.₁O₃) ₁₋x(LaCu₂O₄)x sintered at 1240°C has been investigated by X-ray diffraction, resistive, magnetic, NMR ⁵⁵Mn and magnetoresistive methods. It has been found out that copper is redistributed between the main rhombohedral R3c perovskite structure and CuO-phase. The correlation between concentration changes of lattice parameter and average ionic radius has been established. Molecular formulas of perovskite structure have been experimentally determined. It has been shown that the real structure is, in fact, defective and contains anionic and cationic vacancies, as well as nanostructured clusters of planar type. An anomalous hysteresis of magnetic properties due to the unidirectional anisotropy has been found. On the basis of NMR spectra ⁵⁵Mn analysis hyperfine interaction fields have been determined and made a conclusion that manganese in the B-cites appears in 3 non-equivalent states as a result of its environment heterogeneity by other ions and defects. Strongly expressed magnetoresistive effect of tunnel type is caused by tunneling processes on mesostructural grain boundaries.