Магнитные и транспортные свойства разбавленных манганитов системы La1-cSrcMn1-x-yFex(Mg,Zn)yO3, с<0.35, x+y=0.1.

Представлены экспериментальные данные о структуре и свойствах манганитов системы La1-cSrcMn0.9(Zn, Mg)0.1-xFexO3 (c=0.17; 0.19; 0.3), синтезированных по керамической технологии и отожженных при условиях, обеспечивающих достижение стехиометрического содержания кислорода, полученные методами магнитного и ядерного гамма-резонансов и магнитометрией. Манганиты лантана, легированные ионами стронция, железа и магния (La1-хSrхMn0.9 Fe0.05Mg0.05O3) в области концентраций х = 0.17, 0.19 и 0.30 кристаллизируются в ромбоэдрической (пространственная группа ) структуре. Мёссбауэровские измерения показывают, что железо в исследованных соединениях находится в трехвалентном состоянии. Ион Fe3+ замещает ион Mn3+ в позиции (2b).Замещение ионов La3+ двухвалентными ионами Sr2+ приводит к изменению соотношения между ионами Mn3+ (ян-теллеровский ион) и Mn4+ (не ян-теллеровский ион), входящими в кристаллическую структуру. С ростом содержания легирующего элемента растет количество ионов Mn4+ и орбитальный порядок, связанный с эффектом Яна-Теллера, заметно разрушается, что приводит к повышению температуры магнитного перехода. Замещение ионов Mn3+ трехвалентными ионами Fe3+ не меняет соотношения между ионами Mn3+ (ян-теллеровский ион) и Mn4+ (не ян-теллеровский ион), но приводит к понижению температуры фазового перехода из парамагнитного состояния в ферромагнитное из-за антиферромагнитного обменного взаимодействия между спинами ионов железа и марганца. Мёссбауэровские измерения и температурные зависимости обратной магнитной восприимчивости показывают, что температура магнитного перехода минимальна для концентрации х = 0.17 (Тк = 175К), для концентрации х = 0.19 критическая температура равна 187 К, а для х = 0.30 Тк ~ 241± 11 К для La1-cSrcMn0.9Mg0.5Fe0.5O3 (с=0.17; 0.19; 0.3). Измерения температурной зависимости изомерного сдвига показывают, что в исследованных манганитах лантана жесткость связи ионов Fe3+ с локальным окружением примерно одинакова и соответствует эффективной температуре порядка ~ 300К для La1-cSrcMn0.9Mg0.5Fe0.5O3 (с=0.17; 0.19; 0.3). Показано, что особенности температурных зависимостей спектров магнитного резонанса характерны для магнитного резонанса суперпарамагнитных частиц. При температурах от 109.9 K до 193.9 K фазовое расслоение наблюдалось методом магнитного резонанса в керамике La1-cSrcMn0.9(Zn, Mg)0.1-xFexO3 для х<0.1. Из анализа температурной зависимости ширины и положения линии магнитного резонанса определены эффективный магнитный момент ферромагнитно-коррелированных областей, формирующихся при легировании ионами цинка или магния, и магнитное поле анизотропии. Двухвалентные ионы цинка или магния замещают ионы трехвалентного марганца, разрывают связи двойного обмена и стимулируют образование ферромагнитно-коррелированных областей. Экспериментально установлено из анализа намагниченности и спектров магнитного резонанса, что с увеличением уровня легирования цинком и магнием растут величина эффективного магнитного момента кластеров и значение коэрцитивной силы в керамике La1-cSrcMn0.9(Zn, Mg)0.1-xFexO3.