Диагностика электронного состояния и локального окружения 57Fe и 119Sn в ортоферритах иттрия Y1-xCaxFe0,997Sn0,003O3-w методом мессбауэровской спектроскопии

Диагностика электронного состояния и локального окружения 57Fe и 119Sn в ортоферритах иттрия Y1-xCaxFe0,997Sn0,003O3-w методом мессбауэровской спектроскопии

Аспирант 3 г/о

Московский государственный университет имени , факультет наук о материалах, Москва, Россия

[e-mail]

Образцы Y1-xCaxFe0,997Sn0,003O3-w (x = 0; 0,1; 0<w<x/2), содержащие ионы Sn4+ в объеме частиц, были синтезированы по модифицированной «цитратной золь-гель методике». Рентгенофазовый анализ показал, что образцы являются однофазными и имеют орторомбически искаженную структуру перовскита, пр. гр. Pbnm.

Анализ спектров 57Fe в Y0,9Ca0,1Fe0,997Sn0,003O3-w (w»0,05), полученных в широком температурном диапазоне (78-640 K), показал, что температурная зависимость приведенной величины магнитного поля (H(T)/H(T → 0 K)) на ядрах 57Fe хорошо описывается функцией Бриллюэна для S=5/2 (Fe3+: 3d5). Значение температуры Нееля, определенное из этой зависимости (TN = 627 ± 2 K), хорошо согласуется со значением TN = 628 ± 2 K, при котором наблюдается заметное увеличение ширины линии за счет магнитных взаимодействий.

Спектр 57Fe ортоферрита YFe0,997Sn0,003O3 при 78 К представляет собой секстет с узкими линиями, отвечающий существованию только одной кристаллографической позиции ионов железа с ненарушенными магнитно-активным и анионным окружениями. Математическая обработка спектра при 78 К кальций-замещенного ортоферрита Y0,9Ca0,1Fe0,997Sn0,003O3-w показала, что он являются суперпозицией трех секстетов. Параметры этих секстетов соответствуют ионам Fe3+, находящихся в искаженном октаэдрическом (Fe3+О1 и Fe3+О2) и тетраэдрическом (Fe3+Т) кислородном окружении. Уменьшение кч некоторых ионов Fe3+ c 6 до 4 и отсутствие в спектре линий Fe4+ (Fe5+) указывают на то, что дефицит заряда Са2+ компенсируется образованием вакансий кислорода.

Cпектр 119Sn в YFe0,997Sn0,003O3 при 78 К - секстет с узкими линиями, параметры которого (H78K = 165 кЭ) свидетельствуют о нахождении ионов Sn4+ в кристаллографически эквивалентных позициях замещения в подрешетке железа. Появление дополнительной компоненты (H78K = 177 кЭ) в спектре 119Sn в Са-замещенном образце указывает на локальное отклонение угла сверхобменной связи Fe3+ - O - Sn4+ от среднего значения угла Fe3+ - O - Fe3+, характерного для участка структуры, не содержащего примесные ионы Sn4+.

Работа поддержана грантом РФФИ (проект № 16-33-00501).