Изучение структуры и свойств двойных манганитов RBaMn2O6, R=Sm, Nd, Pr в условиях высоких давлений и низких температур с помощью синхротронного излучения с малым и ультрамалым эмиттансом (заключительный)

В результате исследования впервые получены, аттестованы и исследованы твердые растворы Nd1-xSmxBaMn2O6 и Nd1-xPrxBaMn2O6, 0<x<1. Подтверждена упорядоченная структура двойного манганита, определен средний размер зерна, определено содержание кислорода в образцах методом восстановления в потоке водорода. Методом РФЭС и XANES (R L-край) определена валентность редкоземельного элемента R(III), это состояние не зависит от температуры и состава. С помощью магнитометрии, синхротронных исследований методами XANES и XMCD показано, что ионы марганца представлены в виде смеси состояний Mn(II), Mn(III), Mn(IV), их доли зависят от температуры и состава. С помощью калориметрии, рентгенографии и магнитометрии определены температуры структурных и магнитных фазовых переходов для полученных твердых растворов, построены диаграммы структурных, магнитных и электрических состояний. На основе данных о температурных зависимостях магнитных и электрических свойств для различных составов двойных манганитов найден перспективный для практического применения состав Nd0.9Sm0.1BaMn2O6, демонстрирующий магнитокалорический эффект с величиной 2.1 Дж×кг-1×K-1 в поле 5 Тл вблизи комнатной температуры; магниторезистивный эффект при температуре 4 K составляет в магнитном поле 5 и 7 Тл 400 и 850%, соответственно. Впервые синтезирован сложный оксид (Nd1/3Pr1/3La1/3)BaMn2O6, его магнитосопротивление составляет 65% при температуре 4 К и 10% при комнатной температуре, в диапазоне 250 – 350 K почти не зависит от температуры. Впервые исследованы двойные манганиты NdBaMn2O6 и PrBaMn2O6 в диапазоне внешнего давления от 0 до 5 ГПа. Кристаллическая структура NdBaMn2O6 и PrBaMn2O6 исследована при внешнем давлении до 2 ГПа с помощью рентгенографии в синхротронном излучении. Кристаллическая и магнитная структура PrBaMn2O6 исследована при внешнем давлении до 5 ГПа с помощью нейтронографии, получены линейные и объемный коэффициенты сжимаемости, барическая зависимость температуры Нееля. Методом ЯМР для NdBaMn2O6 и PrBaMn2O6 установлено присутствие ферромагнитных взаимодействий при 77 K, когда основным является антиферромагнитное состояние. Электронная структура, в том числе при учете внешнего давления, рассчитана с помощью методов LDA+eDMFT, GGA+U и методом гибридных функционалов.