ДИФРАКЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ
С "ГИГАНТСКИМ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕМ"

В.А.Трунов, И.Д.Лузянин и др.

Эксперименты выполнены на образцах Sm_1-xSr_xMnO₃ и Sm_1-xСа_xМпО₃ с целью расшифровки их магнитной структуры и установления ее связи с атомными структурными особенностями.

Исследования проведены методом нейтронной порошковой дифракции высокого разрешения. В комплексе с нейтронами применялись методики измерения сопротивления и магнитосопротивления, линейной восприимчивости, второй гармоники намагниченности, электронной дифракции и электронной микроскопии. Sm-Sr-система исследовалась при концентрациях х = 0,4, 0,45, 0,5, т.е. в области дырочного допирования, где и проявляются эффекты "гигантского магнитосопротивления". Sm-Ca-система исследовалась при концентрациях х = 0,9, 0,85, 0,8 в области электронного допирования, где на Ca-манганитах проявляется "гигантское магнитосопротивление". Показано, что при комнатной температуре все соединения обладают орторомбической структурой Pbnm-типа. При понижении температуры, в зависимости от концентрации Sr или Ca, происходит (или не происходит) целый ряд структурных изменений, связанных с появлением моноклинных искажений, кооперативного эффекта Яна-Теллера, спинового и/или зарядового упорядочения и разупорядочения, электронного и макроскопического разделения фаз переходом металл-диэлектрик. Все эти эффекты были тщательно изучены и связаны с проявляющимся при низких температурах магнитным упорядочением (см. рис.).

Показано, что Sm-Sr-манганиты при х = 0,4 и 0,5 являются антиферромагнетиками А-типа, как и недопированное соединение SmMnO₃. При промежуточной концентрации х = 0,45 - это коллинеарный ферромагнетик. Sm-Ca-манганиты при х = 0,9 образуют ферромагнитные кластеры в антиферромагнитной матрице G-типа (недопированный CaMnO₃ является чистым G-типа антиферромагнетиком). При х = 0,85 и при Т = 10 К соединение представляет собой смесь 6% G-типа антиферромагнетика и 94% С-типа антиферромагнетика, проявляя при этом максимальный эффект "гигантского магнитосопротивления". При х = 0,8 Sm-Ca-система является чистым антиферромагнетиком С-типа с очень малым эффектом "гигантского магнитосопротивления".

Bce полученные данные имеют существенное значение для развития теоретических представлений об изучаемом явлении. Так, при интерпретации результатов по Sm_0,6Sr_0,4MnO₃ показано, что динамические эффекты должны привлекаться для объяснения результатов экспериментов.

1. Luzyanin I.D., Ryzhov V.A., Chernyshov D.Y., Kurbakov A.I., Trounov V.A., Lazuta A.V., Khavronin V.P., Larionov I., Dunaevsky S.M. Crystal structure and magnetic properties of the unique Jahn-Teller system ¹⁵⁴Sm_0.6Sr_0.4MnO₃, Phys.Rev., B.64 (2001) 094432.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33