Длинноволновый ИК спектр двойных слоистых редкоземельных манганитов Pr₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ и Nd₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇

Abstract

Измерены спектры далекого инфракрасного отражения монокристаллов манганитов Pr₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ и Nd₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ в диапазоне энергий 50-500 см⁻¹ при температурах от 10 до 297 К. Проведено отнесение наблюдаемых в этом диапазоне фононных линий к определенным колебательным модам в приближении высокосимметричной тетрагональной фазы I4/mmm. В кристалле Pr₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ обнаружено аномальное поведение энергии одного из решеточных фонов (242 см⁻¹ при комнатной температуре). Температурная зависимость частоты соответствующей линии поглощения имеет излом при T ≈ 180 К, ниже которой наблюдается аномальное смягчение этой моды. Высказано предположение о возможном фазовом переходе кристалла в зарядово-упорядоченное состояние и предложен механизм частотной реакции фонона, основанный на эффекте изменения валентности ионов Pr.

Виміряно спектри далекого інфрачервоного відбиття монокристалів манганітів Pr₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ та Nd₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ в діапазоні енергій 50 500 см⁻¹ при температурах від 10 до 297 К. Проведено віднесення фононних ліній, що спостерігаються в цьому діапазоні, до певних коливальних мод у наближенн і високосиметричної тетрагональної фази I4/mmm. В кристалі Pr₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ знайдено аномальну температурну поведінку енергії одного з граткових фононів (242 см⁻¹ при кімнатній температурі). Температурна залежність частоти відповідної лінії поглинання має злам при T ≈ 180 К, нижче якої спостерігається аномальне пом якшення цієї моди. Зроблено припущення щодо можливого фазового переходу кристала у зарядово-упорядкований стан та запропоновано механізм частотної реакції фонона, що грунтується на ефекті зміни валентності іонів Pr.

The far-infrared (FIR) reflectance spectra of single crystal manganites Pr₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ and Nd₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ are measured in the energy range 50–500 cm⁻¹ at temperatures from 10 to 297 K . The phonon lines observed in this range are assigned to definite vibrational modes in the approach of high symmetry tetragonal phase I4/mmm. The Pr₁,₂Sr₁,₈Mn₂O₇ crystal displays an anomalous temperature behavior of the energy of one of the lattice phonons (242 cm⁻¹ at room temperature). The temperature dependence of the corresponding line frequency exhibits a kink at T ≈ 180 K, below which an anomalous softening of this mode is observed. An assumption about a possible phase transition of the crystal to a charge-ordered state is made, and a mechanism of the phonon frequency response is proposed, which is based on the effect of changing the Pr ions valence.