Введение 3
Глава 1. Структура и свойства FeCnS4
1.1. Мультиферроики 5
1.2. Структура шпинели FeCr2 S4 6
1.3. Магнитные и электрические свойства FeCr2S4 13
1.4. Магнитные свойства халькогенидной шпинели FeCr2S4 по данным
мёссбауэровских исследований 27
Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Исследуемые образцы системы твердых растворов FeCr2S4 44
2.2. Рентгеноструктурный анализ 44
2.3. Мёссбауэровские исследования в геометрии пропускания в диапазоне температур 79 - 300 К 45
2.4. Математическая обработка спектров пропускания 45
Глава 3. Мёссбауэровские исследования твердых растворов FeCr2S4 при различных температурах
3.1. Рентгеноструктурное исследования образца FeCr2S4 47
3.2. Мёссбауэровские исследования FeCr2S4 в температурном диапазоне 25-300 К 48
Глава 4. Основные результаты и выводы 59
Заключение 68
Список литературы 69
Мультиферроики являются перспективными материалами для использования в различных сферах науки и техники. Важной с точки зрения практического применения задачей является поиск высокотемпературных мультиферроиков, для создания на их основе приборов способных функционировать без создания экстремальных условий. Мультиферроики с точки зрения прикладного использования демонстрируют одну из самых привлекательных функциональных возможностей - совместное проявление сегнетоэлектричества и ферромагнетизма. Данное явление является потенциальной основой для применения таких магнитоэлектрических материалов в качестве сенсоров магнитного поля, устройств магнитной памяти и спиновой электроники и т.д.
Обнаруженные мультиферроики проявляют разнообразие кристалл- лографических структур и природы происхождения сегнетоэлектричества. Наиболее изученные: группа перовскитов RMnO3 (R=Dy, Tb, Gd, Eui-xYx), гексаферритов Ba2Mg2Fei2O22 и LiCu2O2, орторомбическая группа RMnO3 (R=Ho, Y) и ромбоэдрическая Ca3CoMnO6, орторомбическая группа RMn2O5 (R=Tb, Ho, Dy) [1].
К сожалению, общая черта этих мультиферроиков - это антиферромагнитно-индуцированное сегнетоэлектричество. Известным исключением является CoCr2O4, в котором наблюдалась не только антиферромагнитно-индуцированная сегнетоэлектрическая поляризация, но и большая суммарная намагниченность. Необычное поведение мультиферроиков CoCr2O4 побудило к дальнейшим исследованиям магнетизма и электронных свойств этого семейства шпинелей в последние годы. Имея похожую структуру, они проявляют различные свойства, в зависимости от того, какие атомы стоят на тех или иных позициях. FeCr2S4 проявляет свойства, характерные для мультиферроика, однако теории, объясняющей его природу пока нет.
Изучение магнитной микроструктуры играет важную роль в понимании природы явлений обнаруженных в FeCr2S4. Наличие резонансного атома и высокая чувствительность ядерной гамма-резонансной спектроскопии к структурным и магнитным неоднородностям стало причиной большого числа исследований данной системы методом мёссбауэровской спектроскопии [2-10].
Причиной необычных свойств FeCr2S4 является влияние трех различных взаимодействий: ферромагнитное взаимодействие Cr-Cr с ближайшими соседями, антиферромагнитное взаимодействие Cr-Cr с более отдаленными соседями и восемь супер-обменных антиферромагнитных взаимодействий Fe- Cr. Эти взаимодействия конкурируют друг с другом, вызывая сложный магнетизм в этой системе. Следовательно, исследование влияния изменения заселенности подрешеток играет важную роль в интерпретации физических эффектов, наблюдаемых для FeCr2S4 [11, 12].
Таким образом, целью моей работы является исследование магнитной микроструктуры и спиновых свойств халькогенидного хромита железа FeCr2S4 нестехиометрического состава методом мёссбауэровской спектроскопии.
1. Впервые обнаружен частичный спиновый переход в атомах Fe, вызванный эффектом Яна-Теллера в нестехиометрической железо- хромит-халькогенидной шпинели FeCr2S4, с помощью
низкотемпературной мёссбауэровской спектроскопии.
2. Установлено, что наличие нестехиометрии приводит к соседству двух типов ионов Fe2+ в тетраэдрических позициях структуры шпинели
3. Найдено, что уменьшение симметрии тетраэдрического окружения влияет на симметрию ближайших полиэдров, координируемых янтеллеровски неактивным ионами.
