Фазові перетворення та магнітний стан у нанорозмірній металооксидній сполуці Sr$_{2}$FeMoO$_{6-\delta}$
М. М. Крупа$^{1}$, М. О. Каланда$^{2}$, М. В. Ярмолич$^{2,3}$, С. Є. Дем’янов$^{2}$, М. В. Сілібін$^{3}$, І. В. Шарай$^{1}$
$^{1}$Інститут магнетизму НАН та МОН України, бульв. Академіка Вернадського, 36б, 03680, МСП, Київ-142, Україна
$^{2}$НПЦ НАН Білорусі по матеріалознавству, вул. П. Бровки, 19, 220072 Мінськ, Республіка Білорусь
$^{3}$Національний дослідницький університет «МІЕТ», пл. Шокіна, 1, 124498 Москва, Зеленоград, РФ
Отримано: 22.03.2016. Завантажити: PDF
Однофазні нанорозмірні порошки Sr$_{2}$FeMoO$_{6-\delta}$ з різним ступенем $Р$ надструктурного впорядкування катіонів Fe$^{3+}$ і Mo$^{5+}$ було одержано цитрат-ґель-методою при pH = 4, 6, 9 ($Р$ = 65% для pH = 4, $Р$ = 51% для pH = 6 і $Р$ = 20% для pH = 9). Методами рентґенофазового, термоґравіметричного аналізів, атомно-силової, сканувальної електронної мікроскопії (АСМ, СЕМ) і динамічного розсіяння світла (ДРС-аналіз) вивчено послідовність фазових перетворень, встановлено температурні інтервали утворення і розчинення супутніх фаз SrMoO$_{4}$, SrCO$_{3}$ і Fe$_{3}$O$_{4}$. На підставі вивчення послідовностей фазових перетворень при кристалізації ферромолібдату стронцію цитрат-ґель-методою з pH = 4 вихідного розчину було відпрацьовано комбіновані режими синтезу однофазної сполуки Sr$_{2}$FeMoO$_{6-\delta}$ із середнім розміром зерен у 50–120 нм і максимальним ($P$ = 88%) ступенем надструктурного впорядкування катіонів Феруму і Молібдену. Згідно з даними РФЕС-аналізу в одержаних порошках Sr$_{2}$FeMoO$_{6-\delta}$ виявлено змішаний валентний стан катіонів Феруму і Молібдену, при якому зі збільшенням рН концентрація Fe$^{2+}$ зростає, а концентрація Fe$^{3+}$ зменшується. Згідно з даними температурних залежностей намагніченостей, одержаних у ZFC- і FC-режимах, у порошках феримагнетика Sr$_{2}$FeMoO$_{6-\delta}$ знайдено нестабільний суперпарамагнетний стан при Т < 19 К. Виявлено, що зовнішнє магнетне поле, що перевищує значення магнетного поля анізотропії, стимулює перехід у нанорозмірних зернах з метастабільного суперпарамагнетного стану в стабільний суперпарамагнетний стан. При цьому в порошках при pH = 4 кількість нанорозмірних зерен більше, ніж при pH = 6 і 9, що зумовлює їхню велику намагніченість при Т = 4,2–19 К.
Ключові слова: ферромолібдат стронцію, надструктурне впорядкування катіонів, перерозподіл електронної густини, намагніченість, суперпарамагнетний стан, цитрат-ґель-метод.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v39/i01/0011.html
PACS: 61.72.Dd, 64.60.Cn, 75.50.Gg, 75.50.Tt, 75.75.Lf, 75.76.+j, 81.70.Pg