Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуру микрокристаллических и нанокристаллических сложных оксидов марганца и железа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Белозерова Надежда Махмудовна

• Белозерова Надежда Махмудовна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Белозерова Надежда Махмудовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ СВЕДЕНИЙ ОБ ИССЛЕДУЕМЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

1.1. Формирование физических свойств сложных оксидов марганца

1.2. Кристаллическая структура и магнитные явления в сложных

наноструктурированных оксидах марганца

1.3. Механизмы формирования структуры и основных физических свойств сложных оксидов железа

1.4. Краткий обзор физико-химических свойств легированных галлием ферритов со структурой шпинели

1.5. Особенности структуры наноструктурированных ферритов цинка

ГЛАВА 2. МЕТОД НЕЙТРОННОЙ ДИФФРАКЦИИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

2.1. Особенности химического синтеза исследованных образцов

2.2. Нейтронная дифракция и экспериментальные установки

2.2.1. Теоретические основы нейтронной дифракции

2.2.2. Нейтронная дифракция по времени пролета на импульсном нейтронном источнике

2.2.3. Специализированный дифрактометр ДН-12 для исследования микрообразцов при высоких давлениях на импульсном высокопоточном реакторе ИБР-2

2.2.4. Новый дифрактометр ДН-6 для исследования микрообразцов при высоких давлениях на импульсном высокопоточном реакторе ИБР-2

2.2.5. Методика создания высоких давлений

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ И МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАНГАНИТОВ Lal-xSrxMnOз

3.1. Особенности кристаллической и магнитной структуры наноструктурированного манганита Lao.72Sro.28MnOз методом нейтронной дифракции

3.2. Магнитное фазовое расслоение в наноструктурированном манганите Lao.6зSro.з7MnOз

3.3. Нейтронные исследования индуцированного давлением подавления ферромагнитного состояния в наноструктурированном манганите Lao.5зSro.47MnOз

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ И МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ ФЕРРИТА Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4

4.1. Изменения в кристаллической и магнитной структуре феррита Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4 в широком диапазоне температур

4.2. Влияние высокого давления на температуру магнитного перехода в феррите Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4

Выводы по главе

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ И МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ФЕРРИТОВ Zn0.36Fe2.53O4

5.1. Исследование структурных особенностей наноструктурированного феррита Zn0.36Fe2.53O4 методом нейтронной дифракции

5.2. Нейтронные исследования дефектной кристаллической и магнитной структуры наноструктурированного феррита Zn0.36Fe2.53O4

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Список публикаций по теме диссертации

Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуру микрокристаллических и нанокристаллических сложных оксидов марганца и железа»

Актуальность работы

Прогресс в современной физике конденсированного состояния неразрывно связан с поиском и исследованием новых материалов, обладающими теми или иными функциональными свойствами. Важные в прикладном аспекте физические явления, такие как высокотемпературная сверхпроводимость, сегнетоэлектричество, различные типы магнитного упорядочения, структурные и магнитные фазовые переходы и др. - были обнаружены в оксидных материалах. Среди множества сложных оксидов переходных металлов особый интерес на протяжении многих лет представляют сложные оксиды марганца: Rl-xAxMnOз, где R - редкоземельный, А - щелочноземельный элементы. Такое внимание научного сообщества обусловлено большим разнообразием физических явлений: богатыми структурными и магнитными фазовыми диаграммами, зарядовыми, орбитальными, структурными и магнитными упорядочениями, проявляющимися в этих соединениях в зависимости от типа элементов R и A или при вариации термодинамических параметров: давления и температуры. Следует отметить, что сильная корреляция магнитных, электронных и транспортных свойств манганитов приводит не только к их высокой чувствительности к изменению внешних условий: температуры, внешнего магнитного и электрического поля, высокого давления [1 -10], но и к возникновению новых физических явлений. Так, обнаруженный в манганитах эффект колоссального магнетосопротивления (КМС) делает манганиты перспективными материалами для создания нового поколения записывающих и считывающих устройств для хранения информации и чувствительных датчиков магнитного поля и температуры

[11-14].

Подобные сложные корреляции между различными типами упорядочений наблюдается в сложных оксидах железа со структурой шпинели - ферритах. В этих соединениях также наблюдается широкий спектр физических явлений: значительная намагниченность насыщения, высокое удельное электрическое сопротивление, низкие электрические потери и высокая химическая стабильность. Формирование магнитных свойств ферритов типа AFe2O4 обычно вызвано перераспределением железа между двумя неэквивалентными кристаллографическими позициями в их гранецентрированной кубической (ГЦК) структуре с пространственной группой ^Зт: кристаллографической позицией А с тетрагональным кислородным окружением, и позицией В с октаэдрически координированным окружением [15]. Ферриты являются перспективными материалами для применения в системах хранения информации [16; 17], магнитных сердечниках,

магнитных жидкостях [16; 18], поглотителях микроволн и медицинской диагностике [1720].

В последние годы были разработаны технологии получения манганитов и ферритов в виде наночастиц [9; 21]. Известно, что в наноразмерном состоянии свойства вещества могут существенно отличаться от обычного микрокристаллического состояния. Кристаллическая, магнитная структура и физические свойства наноразмерных оксидов железа и марганца остаются малоизученными. При уменьшении размера зерна или наночастицы до сравнимого или меньшего, чем критический размер однодоменной частицы, следует ожидать не свойственных микрокристаллическим соединениям физических явлений и эффектов [22-24]. Квантовые размерные эффекты и большая площадь поверхности магнитных наночастиц резко меняют магнитные свойства, в связи с чем наночастицы демонстрируют суперпарамагнитные свойства и квантовое туннелирование намагниченности, поскольку каждую частицу можно рассматривать как единый магнитный домен. Потенциал использования таких материалов с зависящими от размера магнитными свойствами в новых технологических приложениях был продемонстрирован во многих новых и традиционных областях, таких как хранение магнитных данных сверхвысокой плотности [17; 25-27], магнитооптические носители информации [27], магнитные зонды для магнитно-силовой микроскопии [27], датчик гигантского магнитосопротивления (GMR) [28], магнитокалорический холодильник [18; 29], магнитоэлектрики [16], контрастно-усиливающие агенты в магнитно-резонансной томографии (МРТ) [18-20], системы доставки лекарственных препаратов с магнитным наведением [19; 20], доставки ДНК и генов [19], а также феррожидкости [18]. Для дальнейшего развития технологических применений магнитных наночастиц требуются детальные исследования как кристаллической, так и магнитной структуры наноструктурированных манганитов и ферритов, что позволит проанализировать характер изменения физических свойств при переходе от микрокристаллического к нанокристаллическому состоянию вещества, установить микроскопические механизмы формирования физических свойств на уровне атомного строения.

Известно, что нелегированные манганиты LaMnO3, содержащие только ионы Mn3+, являются диэлектриками и имеют, как правило, орторомбическую кристаллическую структуру (пр. гр. Pnma) и антиферромагнитное (АФМ) орбитально-упорядоченное основное состояние А-типа [11]. Введение дополнительных носителей заряда за счет легирования щелочноземельными элементами приводит к появлению в манганитах La1-xAxMnO3 (La1-xAx[(Mn3+)1-x(Mn4+)x]O3) двух конкурирующих магнитных взаимодействий. Микрокристаллические манганиты La1-xSrxMnO3 в качестве привлекательных модельных

5

соединений демонстрируют разнообразие магнитоупорядоченных фаз от антиферромагнитного изолятора А-типа в непосредственной близости от чистого LaMnOз через широкий диапазон 0.14 < х < 0.5 металлических ферромагнитных ^М) фаз до АФМ-металла А-типа для «наполовину легированного» манганита Lao.5Sro.5MnOз и далее в АФМ-фазы С- и G-типа при еще более высоком содержании стронция. Однако, кристаллическая и магнитная структура наноструктурированных манганитов и особенно влияние высокого давления на их кристаллическую и магнитную структуру еще малоизучено. Недавно было обнаружено, что наноструктурированные манганиты Lal-xSrxMnOз (вблизи х ~ 0.33) имеют ромбоэдрическую структуру, как в соответствующих микрокристаллических образцах. Магнитное состояние таких соединений в отличие от порошковых образцов, которые проявляют ферромагнитное металлическое состояние, характеризуется сосуществованием ферромагнитной фазы и антиферромагнитной фазы А-типа [9]. Помимо этого, не наблюдается металлическая проводимость в наноструктурированных Lao.6зSro.з7MnOз с размером частиц менее 30 нм, по сравнению с соответствующими порошковыми образцами [12].

Некоторые из ферритов, например CuFe2O4, проявляет особые полупроводниковые свойства [30]. Нелегированный феррит ZnFe2O4 демонстрирует парамагнитное поведение как микрокристаллический материал из-за своей нормальной структуры шпинели, ионы Zn при этом сосредоточены в тетраэдрических позициях [15; 31-33]. Легируя шпинелеподобные ферриты магнитными или немагнитными катионами, можно изменять содержание железа в кристаллографических позициях А и В и, следовательно, изменять соответствующие магнитные взаимодействия, что приводит к формированию ферримагнитного упорядочения при комнатной температуре [15; 34]. Так, исследования смешанных ферритов, имеющих в составе ионы переходных металлов, показывают распределение катионов отличное от нелегированных ферритов ZnFe2O4. Интересные результаты были получены по зависимости диэлектрических параметров от температуры в шпинельных ферритах Си - Zn [35]. Физические свойства этих материалов, содержащих катионы переходных элементов, предполагают существование катион-катионного взаимодействия через прямое перекрытие волновых функций d-электронов катиона. Такие взаимодействия отличаются от тех, которые происходят через анионный посредник [3638]. Таким образом замещения немагнитных ионов в ферритах шпинели изменяют магнитные и электрические свойства [39]. Поскольку помимо химического легирования, дополнительное влияние на магнитные свойства ферритов может оказывать изменение размера зерен этих оксидов железа [15], большое внимание исследователей сосредоточено

на синтезе и характеристике структуры наночастиц суперпарамагнитного оксида состава MeFe2O4 (металл Me = Co, Mg, Mn, Zn и др.) [15].

Cчитается, что все наблюдаемые магнитные явления как в манганитах, так и в ферритах, можно рассматривать с точки зрения баланса магнитных взаимодействий: двойного обмена, связанного с выигрышем в кинетической энергии за счет переноса делокализованных ^ электронов в кислородных цепочках, и способствующего ферромагнитному (ФМ) упорядочению магнитных моментов ионов железа и марганца; и антиферромагнитного (АФМ) сверхобмена между магнитными моментами Mn или Fe, сформированными спинами локализованных электронов [12; 40]. Исследования при высоких давлениях являются единственным прямым методом контролируемого изменения магнитных свойств за счет вариации структурных параметров, таких как межатомные расстояния и валентные углы, что необходимо для понимания природы механизмов физических явлений, наблюдаемых в этих соединениях.

Целью диссертационной работы является исследование кристаллической и магнитной структуры микрокристаллических и нанокристаллических манганитов Lal-xSrxMnOз и ферритов со структурой шпинели Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4 и Zn0.34Fe2.53O4 в широком диапазоне давлений и температур.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать особенности кристаллической и магнитной структуры, а также структурные аспекты магнитного фазового расслоения в наноструктурированных оксидах марганца Lao.72Sro.28MnOз, Lao.6зSro.з7MnOз и Lao.5зSro.47MnOз при высоких давлениях в широком диапазоне температур.

2. Исследовать изменения в кристаллической и магнитной структуре сложного оксида железа Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4 в широком диапазоне температур.

3. Проанализировать влияние высокого давления на температуру магнитного перехода Тс в феррите Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4.

4. Изучить особенности структуры и характер магнитного упорядочения наноструктурированного феррита Zn0.34Fe2.53O4 в широком диапазоне температур.

Надежным экспериментальным методом получения необходимой в рамках данной работы информации о кристаллической и магнитной структуре манганитов и ферритов в условиях таких внешних воздействий, как давление, температура, изменяющиеся в широком диапазоне, является метод рассеяния нейтронов [41]. По сравнению с другими методами, этот метод имеет ряд важных преимуществ. Например, нейтронография

позволяет изучать структуру кристаллов, содержащих легкие (такие как O) элементы и элементы с близкими атомными номерами, что во многих случаях (особенно в системах с разупорядочением легких атомов) затруднительно сделать с помощью рентгеновского структурного анализа. Из-за чувствительности нейтрона к магнитной структуре различных материалов, нейтронная спектроскопия является уникальным методом изучения одновременно кристаллической и магнитной структуры исследуемых соединений, в отличии от рентгеновского анализа, дающего представление только о кристаллической структуре. Важным фактором в условиях внешних воздействий является высокая проникающая способность нейтронов, которая дает широкие возможности для работы с камерами высокого давления и устройствами для изменения температуры на образце (криостатами, печами) [41].

Положения, выносимые на защиту:

1. Выявление сосуществования ферромагнитной и антиферромагнитной фазы А-типа в наноструктурированных манганитах Lao.6зSro.з7MnOз и Lao.72Sro.28MnOз с размером частиц 50 нм, а в случае наноструктурированного манганита Lao.5зSro.47MnOз с размером частиц 200 нм существование только ферромагнитной фазы при нормальном давлении и низких температурах.

2. Обнаружение дополнительной антиферромагнитной фазы А-типа в наноструктурированном манганите Lao.5зSro.47MnOз при высоких давлениях Р > 2.1 ГПа.

3. Эффект изменения объемного соотношения долей ферромагнитных и антиферромагнитных фаз в сторону подавления ферромагнитной составляющей при приложении высокого давления в структуре наноструктурированных манганитов Lal-xSrxMnOз (для х= 0.28, 0.37, 0.47).

4. Модель «ядро-оболочка», объясняющая фазовое расслоение в магнитной структуре наноструктурированных манганитов Lal-xSrxMnOз (для х= 0.28, 0.37, 0.47) при нормальном и высоком давлении.

5. Особенности ферримагнитного упорядочения в наноструктурированном феррите Zn0.34Fe2.53O4 в диапазоне температур 5-300 К и их взаимосвязь с доминированием вакансий в октаэдрических позициях этого феррита.

Новизна научных и практических результатов

Все представленные в диссертации результаты как научного, так и методического характера получены впервые. Представленные результаты важны для развития знаний о природе и структурных механизмах формирования магнитных свойств исследуемых материалов. Основным подходом в таких исследованиях является систематическое изучение кристаллической и магнитной структуры материалов, и сопоставление полученной структурной информации с наблюдаемыми в этих соединениях физическими явлениями и свойствами, что позволяет выявить доминирующие структурные факторы на кристаллическом и наноразмерном уровнях.

В диссертационной работе впервые было обнаружено, что несмотря на сходство кристаллической структуры нанокристаллических и микрокристаллических манганитов Lal-xSrxMnOз (х=0.28, 0.37), их магнитные свойства сильно отличаются. Установлено, что в противоположность магнитной структуре микрокристаллических лантан-стронциевых манганитов, представленной при нормальных условиях металлический ферромагнитным состоянием, в магнитной структуре наноструктурированных манганитов Lal-xSrxMnOз ^=0.28, 0.37) сосуществуют две фазы: ферромагнитная и антиферромагнитная А-типа. В то же время в наноманганитах Lao.5зSro.47MnOз, которые имеют больший размер частиц, антиферромагнитной фазы А-типа при нормальных давлениях не обнаружено.

Впервые был обнаружен индуцированный давлением магнитный фазовый переход из ферромагнитного состояния в антиферромагнитное состояние А-типа в манганитах Lal-xSrxMnOз ^=0.28, 0.37, 0.47). Впервые было установлено, что воздействие высокого давления приводило к подавлению основного ферромагнитного состояния и стабилизации антиферромагнитного состояния в наноструктурированных манганитах Lal-xSrxMnOз.

В исследованных наночастицах феррита Zn0.34Fe2.53O4 обнаружено преобладание вакансии в октаэдрических позициях структуры шпинели, в связи с чем его химическая формула может быть записана как: (Fe3+o.82Zn2+o.l8)[Fe3+l.44Fe2+o.27Zn2+o.l6□o.lз]O4. Впервые установлено, что коэффициент теплового расширения для наноструктурированного соединения Zn0.34Fe2.53O4, значительно меньше, чем для соответствующих микрокристаллических материалов. Кроме того, было установлено, что ферримагнитное состояние исследованного наноструктурированного феррита стабильно во всем диапазоне температур 5-300 К.

Впервые экспериментально установлено, что воздействие высокого давления приводит к дестабилизации ферримагнитного состояния в феррите Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4, а температура Кюри уменьшается с барическим коэффициентом dTc/dP « -19 K/GPa.

Научная и практическая значимость работы

Представленные в диссертационной работе экспериментальные результаты важны для развития представлений о структурных механизмах формирования физических свойств исследуемых и родственных оксидных магнитных материалов.

Научная значимость таких исследований обусловлена большим разнообразием физических явлений, проявляющихся в сложных оксидах переходных металлов: богатыми структурными и магнитными фазовыми диаграммами, зарядовыми, орбитальными, структурными и магнитными упорядочениями, меняющимися в зависимости от химического состава или при вариации термодинамических параметров: давления и температуры.

Кроме того, сложные магнитные оксиды важны с практической точки зрения, поскольку имеют перспективные технологические применения в качестве магнитных носителей для хранения информации, магниторезистивных головок для считывания информации, сверхчувственных датчиков магнитного поля и температуры, постоянных магнитов, элементов полупроводниковых электронных приборов и др. В дополнение к этому, наноструктурированные оксиды марганца и железа являются перспективными соединениями для биомедицинских применений: в аппаратах МРТ и в процедуре магнитной гипертермии.

Полученные в диссертационной работе экспериментальные результаты важны для развития представлений о природе и механизмах формирования магнитных явлений, наблюдаемых в сложных наноструктурированных оксидах марганца и железа, а также родственных материалов. Новая экспериментальная информация позволит сформулировать научные основы для синтеза новых оксидных магнитных материалов с возможностью контролируемого управления их свойствами.

Личный вклад автора

Автор внес определяющий вклад в постановку научных задач диссертации, обработку и анализ экспериментальных данных, интерпретацию полученных результатов, написание статей. Большую часть публикаций диссертации автор подготовил самостоятельно, начиная от анализа данных и заканчивая подготовкой текста статей. Из работ, выполненных в соавторстве, в диссертацию включены результаты, полученные при определяющем участии автора в постановке задач, разработке методов их решения, и анализа экспериментальных данных. Степень достоверности подтверждаются корректной постановкой задачи и обоснованным выбором методов исследования, регулярным

контролем качества аналитических процедур, сходимостью результатов, полученных альтернативными методами структурной диагностики. Основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы.

Апробация диссертации

Результаты, представленные в диссертационной работе, докладывались на международных и российских конференциях, на семинарах в отделе Нейтронных исследований конденсированных сред Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка и в других научных центрах, на заседаниях программно-консультативного комитета по физике конденсированных сред ОИЯИ и на сессии ученого совета ОИЯИ.

Результаты были апробированы на следующих конференциях: «XIX и XXI научная конференция молодых ученых и специалистов», ОИЯИ, Дубна, 2015 и 2017; «International Conference Condensed Matter Research at the IBR-2», Дубна, 2015; «Совещание и молодежная конференция по использованию рассеяния нейтронов и синхротронного излучения в конденсированных средах», Петергоф, 2014; «Школа ПИЯФ по физике конденсированного состояния, ФКС», Зеленогорск, 2015; Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов», Москва, 2015; 7th International Student Summer School on Nuclear Physics - Science and applications (NUCPHYS-SC&APPL), Poznan, Poland, 2015; «Первый Российский кристаллографический конгресс от конвергенции наук к природоподобным технологиям», ВДНХ, Москва 2016; «17th International Balkan Workshop on Applied Physics and Materials Science», Constanta, Romania, 2017; «Workshop on Condensed matter research by means of neutron scattering methods», Constanta, Romania, 2017; Joint Seminar IFA, Bucharest, Romania, 2018; «18th International Seminar on Neutron Scattering Investigation in Condensed Matter», Poznan, Poland, 2016; 41, 42, 47 и 49 сессии программно-консультативного комитета по физике конденсированных сред ОИЯИ, Дубна, 2014, 2015, 2018 и 2019; 118 сессия ученого совета ОИЯИ, Дубна, 2014.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 6 статей в зарубежных научных рецензируемых журналах, и 16 тезисов докладов на различных научных мероприятиях. Список основных публикаций приводится в конце диссертации.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из Введения, пяти Глав, Заключения, списка публикаций по теме диссертации и списка цитируемой литературы.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи работы, обозначены научная новизна и практическая ценность результатов, представлены основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы и личном вкладе автора.

Первая Глава содержит анализ современного состояния вопросов, с которыми связаны цель и задачи диссертации. Приводится обзор основных сведений об исследуемых соединениях. Рассмотрены существующие на сегодняшний день представления о формировании кристаллической и магнитной структуры сложных оксидов марганца и железа, взаимосвязи структурных и магнитных характеристик в таких соединениях, а так же влиянии на них химического состава и степеней легирования. Кроме того, особое внимание уделено исследованию зависимости структуры сложных оксидов марганца и железа от внешних условий (давления и температуры) и от изменения размера зерен.

Во второй главе представлено описание условий синтеза выбранных образцов, методов экспериментального исследования и приборной базы. Особое внимание уделяется специализированным нейтронным дифрактометрам для исследования микрообразцов при высоких давлениях ДН-6 и ДН-12 импульсного высокопоточного реактора ИБР-2, а также описанию методики создания высоких давлений на образце.

Третья глава посвящена исследованию воздействия высоких давлений на кристаллическую и магнитную структуру сложных наноструктурированных оксидов марганца состава Lao.72Sro.28MnOз, Lao.6зSro.з7MnOз и Lao.5зSro.47MnOз. В ней представлены основные результаты нейтронных дифракционных исследований наноструктурированных манганитов использованных составов: барические и температурные зависимости параметров кристаллической и магнитной структуры. Кроме того, предложена структурная модель, объясняющая магнитное фазовое расслоение в таких соединениях.

В четвертой главе приведены данные об исследовании влияния высоких давлений на кристаллическую и магнитную структуру сложного оксида железа Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4 в широком диапазоне температур. Получены подробные данные о кристаллической структуре исследуемого феррита, в том числе распределение катионов металлов в различные кристаллографические позиции. Показано влияние температуры и давления на

поведение параметров кристаллической и магнитной структуры феррита Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4.

В пятой главе проведено исследование структуры сложного наноструктурированного оксида железа Zn0.36Fe2.53O4 в широком диапазоне температур. Показано сопоставление результатов расчета размера частиц наноструктурированного феррита методом нейтронной дифракции и просвечивающей электронной микроскопии. Представлены основные параметры дефектной кристаллической и магнитной структуры Zn0.36Fe2.53O4, и их термические зависимости.

В Заключении суммированы основные результаты работы, сформулированы выводы.

Диссертация содержит 114 страниц машинописного текста, включая 52 рисунка, 13 таблиц и 126 библиографических ссылок.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор работы выражает искреннюю благодарность научному руководителю Козленко Денису Петровичу за постановку научной задачи, помощь в интерпретации полученных данных и важные замечания по изложению результатов. Автор выражает признательность Кичанову Сергею Евгеньевичу, Лукину Евгению Валерьевичу и своим коллегам из группы №3 дифрактометра ДН-12 за помощь в проведении экспериментов и полезные обсуждения в работе, а также коллеге из института Физики в Праге Жденеку Ираку за синтез образцов и ценные замечания по результатам. Автор благодарит Савенко Бориса Николаевичу за постоянную поддержку, оказанную в процессе выполнения работы.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ СВЕДЕНИЙ ОБ ИССЛЕДУЕМЫХ

СОЕДИНЕНИЯХ

1.1. Формирование физических свойств сложных оксидов марганца

Манганиты со структурой перовскита Rl-xAxMnOз (где R — редкоземельный атом, а А — щелочно-земельный атом) многие годы привлекают внимание исследователей как с практической точки зрения, так и с теоретической. В прикладном плане они перспективны для широкого применения в изготовлении магнитных носителей для хранения информации, в сверхчувствительных датчиках магнитного поля и температуры и пр. Обширной области применения манганиты обязаны уникальной особенности — колоссальному отрицательному магнитосопротивлению (КСМ), которое по величине на несколько порядков больше так называемого гигантского магнитосопротивления в многослойных структурах и гранулированных системах, кроме того, эффект наблюдается при комнатных температурах и в слабых магнитных полях [11-13].

Манганиты широко исследуются, поскольку присущие им многочисленные фазовые состояния и последовательность фазовых переходов может контролируемо изменяться с помощью температуры, давления и степени легирования.

В идеальном представлении кристаллическая решетка перовскитоподобных двойных оксидов АВО3 является кубической (Рис. 1.).

Рисунок 1. Структура перовскита (га, гв, го - радиусы ионов А, В и кислорода, соответственно; а - период решетки) [42].

Структура перовскита обладает двумя неэквивалентными катионными подрешетками: крупные ионы А с радиусом, близким к радиусу аниона кислорода,

находятся в центре кислородных кубооктаэдров (координационное число КЧ = 12), а более мелкие ионы В размещаются в октаэдрических позициях (КЧ = 6) [42].

Нелегированные манганиты AMnOз (Л = La, Pr, Sm, и др.), содержащие только ионы Мп3+, являются диэлектриками и имеют, как правило, орторомбическую кристаллическую структуру (пр. гр. Рпта) и антиферромагнитное (АФМ) орбитально упорядоченное основное состояние А-типа [11].

Кристаллическая решетка манганита AMnOз, представленная на рисунке 2, состоит из октаэдров MnO6 и А-катионов расположенных в свободном объеме между октаэдрами [43].

Рисунок 2. Схематическое изображение кристаллической структуры нелегированного манганита АМпОз.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Белозерова Надежда Махмудовна, 2021 год

Библиографический список

1. Structural and magnetic phase diagrams of Lai-xSrxMnO3 and Pri-ySryMnO3 / O. Chmaissem, B. Dabrowski, S. Kolesnik, J. Mais, J.D. Jorgensen, S. Short // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. - 2003. - Vol. 67. - № 9. - P. 944311-9443113.

2. Magnetic phase diagrams of L1-xAxMnO3 manganites (L=Pr,Sm; A=Ca,Sr) / C. Martin, A. Maignan, M. Hervieu, B. Raveau // Physical Review B. - 1999. - Vol. 60. - № 17. - P. 191-199.

3. Hejtm J. Detailed study of the structural and magnetic transitions in Pr1-xSrx MnO3 single crystals ( 0.48< x < 0.57 ) / J. Hejtm, E. Pollert, Z. Jir // Journal of magnetism and magnetic materials. - 2002. - Vol. 246. - № 1-2. - P. 290-296.

4. Low Temperature Magnetoresistance and the Magnetic Phase Diagram of La1-xCaxMnO3 / P. Schiffer, A.P. Ramirez, W. Bao, S. Cheong // Physical Review Letters. - 1995. - Vol. 75. -№18.

- P. 18-21.

5. Kozlenko D.P. High-pressure effects on the crystal and magnetic structure of managanites / D.P. Kozlenko, B.N. Savenko // Physics of Particles and Nuclei. - 2006. - Vol. 37. - № 1. - P. S1-12.

6. Pressure effects on the metal-insulator transition in magnetoresistive manganese perovskites / V. Laukhin, J. Fontcuberta, J. L. Garcia-Munoz, X. Obradors // Physical Review B. - 1997. -Vol. 56. - № 16. - P. 9-12.

7. Hole concentration induced transformation of the magnetic and orbital structure in Ndi-xSrxMnO3 / R. Kajimoto, H. Yoshizawa, H. Kawano, H. Kuwahara, Y. Tokura, K. Ohoyama, M. Ohashi // Physical Review B. - 2018. - Vol. 60. - № 13. - P. 9506.

8. Jirak Z. Neutron diffraction study of Pr1-xCaxMnO3 perovskites / Z. Jirak, P. Engineering // Journal of magnetism and magnetic materials. - 1985. - Vol. 53. - P. 153-166.

9. The magnetic and neutron diffraction studies of Lai-xSrxMnO3 nanoparticles prepared via molten salt synthesis / M. Kacenka, O. Kaman, Z. Jirak, M. Marysko, P. Veverka, M. Veverka, S. Vratislav // Journal of Solid State Chemistry. - 2015. - Vol. 221. - P. 364-372.

10. Structure and magnetism in the Pr1-xNaxMnO3 perovskites ( 0 < x < 0.2 ) / Z. Jirak, J. Hejtmanek, K. Knizek, Z. Jir // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2002. - Vol. 250.

- P. 275-287.

11. Dagotto E. Colossal magnetoresistant materials: the key role of phase separation / E. Dagotto, T. Hotta, A. Moreo // Physics World. - 2001. - Vol. 344. - P. 1-153.

12. Structure and magnetism in the Pr1-xNaxMnO3 perovskites ( 0 < x < 0.2 ) / Z. Jirak, J. Hejtmanek, K. Knizek, Z. Jir // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2002. - Vol. 250.

- P. 275-287.

13. Нагаев Э.Л. Манганиты лантана и другие магнитные проводники с гигантским магнитосопротивлением / Э.Л. Нагаев // Успехи физических наук. - 1996. - Vol. 166. - №. 8.

- P. 833-858.

14. Haghiri-Gosnet A. M. CMR manganites: physics, thin films and devices / A. M. Haghiri-Gosnet, J. P. Renard // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2003. - Vol. 36. - P. R127-R150.

15. Crystal and Magnetic Structures of Granular Powder Spinel Mn - Zn and Ni - Zn Ferrites / B.K. Argymbek, S.E. Kichanov, D.P. Kozlenko, E.V. Lukin, A.T. Morchenko, S.G. Dzhabarov, B.N. Savenko // Magnetism. - 2018. - Vol. 60. - № 9. - P. 1726-1732.

16. Advances in the Preparation of Magnetic Nanoparticles by the Microemulsion Method / J.A. Lopez Perez, M.A. Lopez Quintela, J. Mira, J. Rivas, S.W. Charles // The Journal of Physical Chemistry B. - 1997. - Vol. 101. - № 41. - P. 4-6.

17. Hochepied J.F. Nonstoichiometric Zinc Ferrite Nanocrystals: Syntheses and Unusual Magnetic Properties / J.F. Hochepied, P. Bonville, M P. Pileni // J. Phys. Chem. B. - 2000. - Vol. 104. - № 5. - P. 905-912.

18. Chen Q. Size-dependent superparamagnetic properties of MgFe2O4 spinel ferrite nanocrystallites / Q. Chen, Z.J. Zhang // Applied Physics Letters. - 1998. - Vol. 73. - № 21. -P. 3156-3158.

19. Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine / Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S. K. Jones, J. Dobson // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2003. - Vol. 36. - P. R167-R181.

20. Reverse micelle synthesis and characterization of superparamagnetic MnFe2O4 spinel ferrite nanocrystallites / C. Liu, B. Zou, A.J. Rondinone, Z.J. Zhang // Journal of Physical Chemistry B.

- 2000. - Vol. 104. - № 6. - P. 1143-1145.

21. The superspin glass transition in zinc ferrite nanoparticles / O. Kaman, T. Korínková, Z. Jirák, M. Marysko, M. Veverka // Journal of Applied Physics. - 2015. - Vol. 117. - № 17. - P. 1-5.

22. Intergranular magnetoresistance in nanomanganites / M.A. López-Quintela, L.E. Hueso, J. Rivas, F. Rivadulla // Nanotechnology. - 2003. - Vol. 14. - №2. - P. 212-219.

23. High pressure effects on the crystal and magnetic structure of nanostructured manganites La0.63Sr0.37MnO3 and La0.72Sr0.28MnO3 / N.M. Belozerova, S.E. Kichanov, Z. Jirák, D.P. Kozlenko, M. Kacenka, O. Kaman, E.V. Lukin, B.N. Savenko // Journal of Alloys and Compounds. - 2015.

- Vol. 646. - P. 998-1003.

24. Distribution of cations in nanosize and bulk Co-Zn ferrites / M. Veverka, Z. Jirák, O. Kaman, K. Knízek, M. Marysko, E. Pollert, K. Záveta, A. Lancok, M. Dlouhá, S. Vratislav // Nanotechnology. - 2011. - Vol. 22. - № 34. - P. 345701.

25. High K/sub u/materials approach to 100 Gbits/in/sup 2 / D. Weller, A. Moser, L. Folks, M.E. Best, W. Lee, M.F. Toney, M. Schwickert, J. Thiele, M.F. Doerner // IEEE Transactions on

106

Magnetics. - 2000. - Vol. 36. - № 1. - P. 10-15.

26. Moke Spectra and Ultrahigh Density Data Storage Perspective of FePt Nanomagnet Arrays / D. Weller, S. Sun, C. Murray, L. Folks, A. Moser // IEEE transactions on magnetics. -2001. -Vol. 37. -№ 4. - P. 2185-2187.

27. Enhancement of coercivity in nanometer-size CoPt crystallites / S.H. Liou, S. Huang, E. Klimek, R.D. Kirby // Journal of Applied Physics. - 1999. - Vol. 85. - № 8. - P. 4333-4336.

28. Knobel M. Giant magnetoimpedance: concepts and recent progress. / M. Knobel and K. R. Pirota. // Journal of magnetism and magnetic materials. - 2002. - Vol. 242. - P. 33-40.

29. Monte Carlo and mean-field calculations of the magnetocaloric effect of ferromagnetically interacting clusters / L. H. Bennett, R. D. McMichael, L. J. Swartzendruber, R. D. Shull, R. E. Watson, // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1992. - Vols. 104-107. - P. 10941095.

30. Thermoelectric power properties of Zn substituted Cu-Ga spinel ferrites / M.K. Fayek, S.S. Ata-Allah, K. Roumaih, S. Ismail // Materials Letters. - 2009. - Vol. 63. - № 12. - P. 1010-1012.

31. Magnetic neutron scattering measurements on a single crystal of frustrated ZnFe2O4 / K. Kamazawa, Y. Tsunoda, H. Kadowaki, K. Kohn // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. - 2003. - Vol. 68. - № 2. - P. 3-4.

32. Safontseva N.Y. On the shape of iron K absorption edges for monoferrites with a Me(Mg, Mn, Ni, Zn)Fe2O4 spinel structure / N.Y. Safontseva, I.Y. Nikiforov // Physics of the Solid State. -2001. - Vol. 43. -№ 1. - P. 61-64.

33. Influence of synthesis method on structural and magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles / S. Gyergyek, D. Makovec, A. Kodre, I. Arcon, M. Jagodic, M. Drofenik // Journal of Nanoparticle Research. - 2010. - Vol. 12. - № 4. - P. 1263-1273.

34. Cation distribution and magnetic interactions in Zn-substituted Fe(Cu)Fe2O4 ferrites / H.El. Moussaoui, R. Masrour, O. Mounkachi, M. Hamedoun, A. Benyoussef // Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. - 2012. - Vol. 25. - № 7. - P. 2473-2480.

35. Dielectric behaviour in Ni-Al ferrites at low frequencies / M.A. Ahmed, M.K. El Nimr, A. Tawfik, A.M. El Hasab // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1991. - Vol. 98. -№ 1-2. - P. 33-36.

36. Ata-Allah S.S. Effect of Cu substitution on conductivity of Ni-Al ferrite / S.S. Ata-Allah, M.K. Fayek // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2000. - Vol. 61. - № 9. - P. 1529-1534.

37. Ata-Allah S.S. Dielectric relaxation in mixed spinel ferrites Ni1-xCuxAlyFe2-yO4 / S.S. AtaAllah, M.K. Fayek // Physica Status Solidi (A) Applied Research. - 1999. - Vol. 175. - № 2. -P. 725-733.

38. Goodenough J.B. Direct Cation--Cation interactions in several oxides / J.B. Goodenough //

107

Physical Review. - 1960. - Vol. 117. - № 6. - P. 1442-1451.

39. Ata-Allah S.S. Influence of Ga substitution on the magnetic and electric behavior of Cuo.5Zno.5Fe2O4 compound / S.S. Ata-Allah // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2004. - Vol. 284. - № 1-3. - P. 227-238.

40. Anderson P.W. Considerations on double exchange / P.W. Anderson, H. Hasegawa // Physical Review. - 1955. - Vol. 100. - № 2. - P. 675-681.

41. DN-12 time-of-flight high-pressure neutron spectrometer for investigation of microsamples / V.L. Aksenov, A.M. Balagurov, V.P. Glazkov, D.P. Kozlenko, I.V. Naumov, B.N. Savenko, D.V. Sheptyakov, V.A. Somenkov, A.P. Bulkin, V.A. Kudryashev, V.A. Trounov // Physica B: Condensed Matter. - 1999. - Vol. 265. - P. 258-262.

42. Баделин Алексей Геннадьевич Фазовые переходы в лантан-стронциевых манганитах с замещением марганца 3d10-ионами (Zn2+, Ga3+, Ge4+) и природа концентрационных зависимостей их свойств / Баделин Алексей Геннадьевич. - 2017. - 1-110 p.

43. Coey J.M.D. Mixed-valence manganites / J.M.D. Coey, M. Viret, S. Von Molnar // Advances in Physics. - 1999. - Vol. 48. - № 2. - P. 167-293.

44. Труханов С.В. Особенности магнитного состояния в системе La0.70Sr0.30MnO3-y(0<y<0.25) / Труханов С.В. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2005.

- Vol. 127. - № 1. - P. 107-119.

45. Данг Н.Т. Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуру празеодим-стронциевых манганитов / Данг Н.Т. - 2013. - 1-113 p.

46. Liu G.L. Interplay between charge, orbital, and magnetic ordering in La1- xSrxMnO3 / G.L. Liu, J.S. Zhou, J.B. Goodenough // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics.

- 2001. - Vol. 64. - № 14. - P. 1-7.

47. Zener C. Interaction between the d-shells in the transition metals. II. Ferromagnetic compounds of manganese with Perovskite structure / C. Zener // Physical Review. - 1951. - Vol. 82. - № 3.

- P. 403-405.

48. De Gennes P.G. Effects of double exchange in magnetic crystals / P.G. De Gennes // Physical Review. - 1960. - Vol. 118. - № 1. - P. 141-154.

49. Skryabin Y.A. Double exchange model and unique properties of manganites / Y.A. Skryabin, Y.N. Izyumov // Usp. Fiz. Nauk. - 2001. - Vol. 171. - № 2. - P. 121-148.

50. Гребенькова Ю.Э. Магнитооптика тонких пленок манганитов La0.7Sr0.3MnO3 и Pr1-xSrxMnO3 / Гребенькова Ю.Э. - 2014. - 1-106 p.

51. Кугель К.И. Эффект Яна-Теллера И Магнетизм / К.И. Кугель, Д.И. Хомский // Успехи физических наук. - 1982. - Vol. 136. - № 4. - P. 621-664.

52. Goodenough J.B. Theory of the role of covalence in the perovskite-type manganites

108

[La,M(II)]MnO3 / J.B. Goodenough // Physical Review. - 1955. - Vol. 100. - № 2. - P. 564-573.

53. Муковский Я.М. Получение и свойства материалов с колоссальным магнетосопротивлением / Я.М. Муковский // Рос. Хим. Ж. - 2001. - Vol. XLV. - № 5-6. -P. 32-41.

54. Giant magnetoresistance in fine particle of La0.67Ca0.33MnO3 synthesized at low temperatures / R.D. Sánchez, J. Rivas, C. Vázquez-Vázquez, A. López-Quintela, M.T. Causa, M. Tovar, S. Oseroff //Applied Physics Letters, 1996, Vol. 68, No. 1, P. 134-136.

55. Размерный эффект в нанокристаллических манганитах La1-xAxMnO3 ( A = Ag , Sr ) / А.Е. Теплых, С.Г. Богданов, Э.З. Валиев, А.Н. Пирогов, Ю.А. Дорофеев, А.А. Остроушко, А.Е. Карькин, // Solid State Physics. - 2003. - Vol. 45. - № 12. - P. 2222-2226.

56. Valenzuela R. Novel applications of ferrites / R. Valenzuela // Physics Research International.

- 2012. - Vol. 2012. - P. 1-9.

57. Ata-Allah S.S. Transport properties and conduction mechanisms in CuFe2O4 and Cu1-xZnxGa0.3Fe1.7O4 compounds / S.S. Ata-Allah, M. Yehia // Physica B: Condensed Matter. - 2009.

- Vol. 404. - № 16. - P. 2382-2388.

58. Magnetic properties of nanostructured spinel ferrites / B. Cruz-Franco, T. Gaudisson, S. Ammar, A.M. Bolarin-Miro, F.S. de Jesus, F. Mazaleyrat, S. Nowak, G. Vazquez-Victorio, R. Ortega-Zempoalteca, R. Valenzuela // IEEE Transactions on Magnetics. - 2014. - Vol. 50. -№ 4.

- P. 2-7.

59. Chlan V. Hyperfine Interactions in Ferrites with Spinel Structure // PhD Thesis. - 2010.

60. Al-Haj M. Microstructure characterization of ZnFe2-xMxO4 (M = Bi, Y and x = 0.1, 0.2) ferrites by the rietveld refinement / M. Al-Haj // Turkish Journal of Physics. - 2005. - Vol. 29. -№ 2. -P. 85-90.

61. Ata-Allah S.S. Jahn-Teller effect and superparamagnetism in zn substituted copper-gallate ferrite / S.S. Ata-Allah, A. Hashhash // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2006. -Vol. 307. -№ 2. - P. 191-197.

62. Кондратьева О.Н. Галлий-содержащие ферриты магния:свойства и применение в качестве пленок на подложках GaN // Кондратьева О.Н. - 2018. - 1-150 p.

63. Шабельская Н.П. Научные и технологические основы получения полифункциональных ферритов и хромитов переходных элементов // Шабельская Н.П. - 2017. - 1-320 p.

64. Mathew D.S. An overview of the structure and magnetism of spinel ferrite nanoparticles and their synthesis in microemulsions / D.S. Mathew, R. Juang // Chemical Engineering Journal. -2007. - Vol. 129. - P. 51-65.

65. Ситидзе, Ю. Ферриты / Ю. Ситидзе - Москва: МИР. - 1964. - 408 c.

66. Смит, Я. Ферриты. Физические свойства и практические применения / Я. Смит, X. Вейн

109

- Москва: Издательство иностранной литературы. - 1962. - 504 с.

67. Néel M.L. Propriétés magnétiques des ferrites ; ferrimagnétisme et antiferromagnétisme / M.L. Néel // Annales de Physique. - 1948. - Vol. 12. - № 3. - P. 137-198.

68. Callen H.B. Cation Distributions in Ferrosyinels. Theoretical* / H.B. Callen, S.E. Harrison, C.J. Kriessman // Physical Review. - 1956. - Vol. 103. - № 4. - P. 851 1-6.

69. Neutron diffraction studies of the diluted spinel ferrite ZnxMgo.75-xCuo.25Fe2Û4 / S.M. Yunus, H.S. Shim, C.H. Lee, M.A. Asgar, F.U. Ahmed, A.K.M. Zakaria // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2001. - Vol. 232. - № 3. - P. 121-132.

70. Madhav Rao L. Probing exotic magnetic phases in ferrites with neutrons / L. Madhav Rao // Bulletin of Materials Science. - 1993. - Vol. 16. -№ 6. - P. 601-616.

71. Effect of Zn substitution on relaxation characteristics and dielectric properties of Cu1-xZnxGa0.5Fe1.5O4 spinel / M.K. Fayek, S.S. Ata-Allah, H.A. Zayed, M. Kaiser, S.M. Ismail // Journal of Alloys and Compounds. - 2009. - Vol. 469. - № 1-2. - P. 9-14.

72. Szytula A. Spin frustration in some magnetic compounds / A. Szytula, B. Penc, J. Hernandez -Velasco // Acta Physica Polonica A. - 2004. - Vol. 106. - № 5. - P. 583-591.

73. The study of magnetic ordering in the spinel system ZnxNi1-xFeCrO4 by neutron diffraction / A.K.M. Zakaria, M.A. Asgar, S.G. Eriksson, F.U. Ahmed, S.M. Yunus, H. Rundlof // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2003. - Vol. 265. - № 3. - P. 311-320.

74. Investigation of structural features of the Y3AbO12: Ce3+/Lu2O3 crystal phosphors formed by the colloidal chemical method / S.E. Kichanov, E.V. Frolova, G.P. Shevchenko, D.P. Kozlenko, A.V. Belushkin, E.V. Lukin, G.E. Malashkevich, S.K. Rakhmanov, VP. Glazkov, B.N. Savenko // Physics of the Solid State. - 2013. - Vol. 55. - № 4. - P. 813-820.

75. Synthesis of aqueous ferrofluids of ZnxFe3-xO4 nanoparticles by citric acid assisted hydrothermal-reduction route for magnetic hyperthermia applications / B. Behdadfar, A. Kermanpur, H. Sadeghi-Aliabadi, M.D.P. Morales, M. Mozaffari // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2012. - Vol. 324. - №14. - P. 2211-2217.

76. Hyperthermia, cytotoxicity, and cellular uptake properties of manganese and zinc ferrite magnetic nanoparticles synthesized by a polyol-mediated process / C. Iacovita, A. Florea, L. Scorus, E. Pall, R. Dudric, A.I. Moldovan, R. Stiufiuc, R. Tetean, C.M. Lucaciu // Nanomaterials.

- 2019. - Vol. 9. - № 10. - P. 1-23.

77. Dickof P.A. Magnetic structure of zinc-substituted magnetite at T=4.2 K / P.A. Dickof, P.J. Schurer, A H. Morrish // Physical Review B. - 1980. - Vol. 22. -№ 1. - P. 115-127.

78. High pressure Raman spectroscopy of spinel-type ferrite ZnFe2O4 / Z. Wang, D. Schiferl, Y. Zhao, H.S.C. O'Neill // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2003. - Vol. 64. - № 12. -P. 2517-2523.

79. The DN-6 neutron diffractometer for high-pressure research at half a megabar scale / D. Kozlenko, S. Kichanov, E. Lukin, B. Savenko // Crystals. - 2018. - Vol. 8. - № 8. - P. 331.

80. Rodríguez-Carvajal J. Recent advances in magnetic structure determination by neutron powder diffraction / J. Rodríguez-Carvajal // Physica B: Physics of Condensed Matter. - 1993. - Vol. 192. - № 1-2. - P. 55-69.

81. Ata-Allah S.S. XRD and Mossbauer studies of crystallographic and magnetic transformations in synthesized Zn-substituted Cu-Ga-Fe compound / S.S. Ata-Allah // Journal of Solid State Chemistry. - 2004. - Vol. 177. - № 12. - P. 4443-4450.

82. Аксенов В.Л. Времяпролетная нейтронная дифрактометрия / В.Л. Аксенов, А.М. Балагуров // Успехи физических наук. - 1996. - Vol. 166. - № 9. - P. 955-985.

83. Вайнштейн Б.К. Современная кристаллография. - Москва: Наука. - 1979. - 384 p.

84. Балагуров А.. Дифракция нейтронов для решения структурных и материаловедческих задач. - Москва: МГУ им. М.В. Ломоносова. - 2017. - 1-304 p.

85. Изюмов Ю.А., Озеров Р.П. Магнитная нейтронография. - Москва: Наука. - 1966.

86. Озеров Р.П. Структурная нейтронография / Р.П. Озеров // Успехи физических наук. -1951. - Vol. XLV. - № 4. - P. 1-72.

87. Киттель Ч. Введение в Физику Твердого Тела. - Москва: Наука. - 1979. - 344 p.

88. Гуревич И.И. Л.В. Физика нейтронов низких энергий / И.И. Гуревич, Л.В. Тарасов // Успехи физических наук. - 1967. - Vol. 91 . - № 1 . - P. 607.

89. Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский - Москва: Металлургия. - 1982. - 632 c.

90. Жданов Г.С. Нейтронография Магнитных Материалов / Г.С. Жданов, Р.П. Озеров // Успехи Физических Наук. - 1962. - Vol. 76. - № 2. - P. 239-282.

91. Бекон, Д.Ж. Дифракция нейтронов / Д.Ж. Бекон - Москва: Иностранная литература. -1957. - 247 c.

92. Rietveld H.M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures / H.M. Rietveld // Journal of Applied Crystallography. - 1969. - Vol. 2. - P. 65-71.

93. Toby B.H. R factors in Rietveld analysis: How good is good enough? / B.H. Toby // Powder Diffraction. - 2006. - Vol. 21. - № 1. - P. 67-70.

94. Руткаускас А.В. Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуру сложных оксидов и интерметаллидов кобальта / Руткаускас А.В. - 2019. - 112 p.

95. Neutron Scattering Investigations of Structure and Dynamics of Materials Under High Pressure at IBR-2 Pulsed Reactor / D P. Kozlenko, B.N. Savenko, V P. Glazkov, V.A. Somenkov // Neutron News. - 2005. - Vol. 16. - № 3. - P. 13-15.

96. Многосекционный кольцевой детектор тепловых нейтронов для исследования

111

дифракции на микрообразцах в аксиальной геометрии / А.В. Белушкин, A.A. Богдзель, А.П. Буздавин, С.И. Велешки, А.И. Журавлев, В.В. Журавлев, Л.Т. Цанков, // Письма в ЭЧАЯ. -2013. - Vol. 10. - № 5(182). - P. 713-721.

97. Goncharenko I.N. New techniques for high-pressure neutron and X-ray studies / I.N. Goncharenko // High Pressure Research. - 2007. - Vol. 27. - № 1. - P. 183-188.

98. Room temperature colossal magnetoresistance in nanocrystalline La0.67Sr0.33MnO3 sputtered thin films / O.J. Gonzalez, G. Bistue, E. Castan, F.J. Gracia // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2000. - Vol. 222. - P. 199-206.

99. Magnetic and neutron diffraction study of La2/3Ba1/3MnO3 perovskite manganite / B. Beznosov, A. Desnenko, L. Fertman, C. Ritter, D. Khalyavin // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. - 2003. - Vol. 68. - № 5, P. 054109.

100. Insulator-metal transition and giant magnetoresistance in La1-xSrxMnO3 / A. Urushibara, Y. Moritomo, T. Arima, A. Asamitsu, G. Kido, Y. Tokura // Physical Review B. - 1995. - Vol. 51. - № 20. - P. 14103-14109.

101. Controlled Phase Separation in La0.5Ca0.5MnO3 / P. Levy, F. Parisi, G. Polla, D. Vega, G. Leyva, H. Lanza, R.S. Freitas, L. Ghivelder // Physical Review B. - 2000. - Vol. 62. - № 10. -P. 6437-6441.

102. Ferromagnetic-antiferromagnetic transition in tetragonal La0.50Sr0.50MnO3 / Z. Jirak, J. Hejtmanek, K. Knizek, M. Marysko, V. Sima, R. Sonntag // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2000. - Vol. 217. - P. 113-119.

103. Influence of surface and finite size effects on the structural and magnetic properties of nanocrystalline lanthanum strontium perovskite manganites / P. Zvatora, M. Veverka, P. Veverka, K. Knizek, E. Pollert, V. Kral, G. Goglio, E. Duguet, K. Zaveta, O. Kaman // Journal of Solid State Chemistry. - 2013. - Vol. 204. - P. 373-379.

104. Dey P. Effect of grain size modulation on the magneto- and electronic-transport properties of La0.7Ca0.3MnO3 nanoparticles: The role of spin-polarized tunneling at the enhanced grain surface / P. Dey, T.K. Nath // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. - 2006. -Vol. 73. - № 21. - P. 214425.

105. Role of Surface on Magnetic Properties of La1-xSrxMnO3+s Nanocrystallites / Z. Jirak, M. Kacenka, O. Kaman, M. Marysko, N.M. Belozerova, S.E. Kichanov, D.P. Kozlenko // IEEE Transactions on Magnetics. - 2015. - Vol. 51. - № 11. - P. 1-4.

106. Birch F. Equation of state and thermodynamic parameters of NaCl to 300 kbar in the high-temperature domain / F. Birch // Journal of Geophysical Research. - 1986. - Vol. 91. - № B5, P. 04949.

107. Mesoscopic and microscopic phase segregation in manganese perovskites / P.G. Radaelli,

112

R.M. Ibberson, D.N. Argyriou, H. Casalta, K.H. Andersen, S.W. Cheong, J.F. Mitchell // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. - 2001. - Vol. 63. - № 17. - P. 17241911724194.

108. Pressure effects on the magnetic structure in Lao.5Cao.5-xSrxMnÜ3 (0.1< x< 0.4) manganites / I. Dhiman, T. Strässle, L. Keller, B. Padmanabhan, A. Das // Physical Review B. - 2010. -Vol. 81. - № 10. - P. 104424.

109. Magnetic phase transition in La0.8Sr0.2Mn0.9Sb0.1O3 manganite under pressure / S.E. Kichanov, DP. Kozlenko, LH. Khiem, N.X. Nghia, N.T.T. Lieu, M.T. Vu, E.V. Lukin, D.T. Khan, N.Q. Tuan, B.N. Savenko, N.T. Dang // Chemical Physics. - 2020. - Vol. 528. - P. 110541.

110. Pressure induced antiferromagnetism in the manganite La0.7Sr0.3Mn0.83Nb0.17O3 / M.T. Vu, D.P. Kozlenko, S.E. Kichanov, I.Ü. Troyanchuk, E.V. Lukin, L.H. Khiem, B.N. Savenko // Journal of Alloys and Compounds. - 2016. - Vol. 681. - P. 527-531.

111. Structure and microstructure of colossal magnetoresistant materials / G.V. Tendeloo, O.I. Lebedev, M. Hervieu, B. Raveau // Reports on Progress in Physics. - 2004. - Vol. 67. - № 8. -P.1315-1365.

112. Liu J. High pressure X-ray diffraction techniques with synchrotron radiation / J. Liu // Chinese Physics B. - 2016. - Vol. 25. - № 7. - P. 076106.

113. Effect of size reduction on the ferromagnetism of the manganite La1-xCaxMnÜ3 (x = 0.33) / T. Sarkar, A. K. Raychaudhuri, A. K. Bera, S.M. Yusuf // New Journal of Physics, 2010. - Vol. 12.

- № 12. - P. 123026.

114. Phase separation in manganite thin films / A. Antonakos, D. Lampakis, E. Liarokapis, M. Filippi, W. Prellier, G.H. Aydogdu, H.-U. Habermeier // Journal of Physics: Condensed Matter. -2008. - Vol. 20. - № 43. - P. 434232.

115. Strain-Driven Orbital and Magnetic Orders and Phase Separation in Epitaxial Half-Doped Manganite Films for Tunneling Devices / D. Pesquera, A. Barla, M. Wojcik, E. Jedryka, F. Bondino, E. Magnano, S. Nappini, D. Gutiérrez, G. Radaelli, G. Herranz, F. Sánchez, J. Fontcuberta // Physical Review Applied. - 2016. - Vol. 6. - № 3. - P. 034004.

116. Research progress on electronic phase separation in low-dimensional perovskite manganite nanostructures / L. Liang, L. Li, H. Wu, X. Zhu // Nanoscale Research Letters. - 2014. - Vol. 9.

- № 1. - P. 325.

117. Pressure-induced structural transformations, orbital order and antiferromagnetism in La0.75Ca0.25MnO3 / D.P. Kozlenko, N.T. Dang, S.E. Kichanov, E.V. Lukin, K. Knizek, Z. Jirák, L.S. Dubrovinsky, V.I. Voronin, B.N. Savenko // The European Physical Journal B. - 2013. -Vol. 86. - № 8. - P. 360.

118. Kaiser M. Mössbauer effect and dielectric behavior of NixCu0.8-xZn0.2Fe2O4 compound / M.

113

Kaiser, S.S. Ata-Allah // Materials Research Bulletin. - 2009. - Vol. 44. - № 6. - P. 1249-1255.

119. On the compressibility of ferrite spinels: A high-pressure X-ray diffraction study of MFe2O4 (M=Mg, Co, Zn) / E. Greenberg, G.K. Rozenberg, W. Xu, R. Arielly, M.P. Pasternak, A. Melchior, G. Garbarino, L.S. Dubrovinsky // High Pressure Research. - 2009. - Vol. 29. - № 4. - P. 764779.

120. Leung L.K. Low-temperature mössbauer study of a nickel-zinc ferrite: ZnxNh-xFe2O4 / L.K. Leung, B.J. Evans, AH. Morrish // Physical Review B. - 1973. - Vol. 8. - № 1. - P. 29-43.

121. Krawitz A.D. Stress Measurements in Composites using Neutron Diffraction. In Measurement of Residual and Applied Stress Using Neutron Diffraction / A.D. Krawitz -Springer, Dordrecht. - 1992. - P. 405-420.

122. Neutron diffraction study of the crystal and magnetic structures of nanostructured Zn0.34Fe2.53O4 ferrite / N.M. Belozerova, S.E. Kichanov, D.P. Kozlenko, O. Kaman, Z. Jirâk, E.V. Lukin, B.N. Savenko // Journal of Nanoparticle Research. - 2020. - Vol. 22. - № 5. - P 1-9.

123. The influence of Fe3+ ions at tetrahedral sites on the magnetic properties of nonocrystalline ZnFe2O4 / C.N. Chinnasamy, A. Narayanasamy, N. Ponpandian, K. Chattopadhyay // Materials Science and Engineering A. - 2001. - Vols. 304-306. - № 1-2. - P. 983-987.

124. Zn-substituted iron oxide nanoparticles from thermal decomposition and their thermally treated derivatives for magnetic solid-phase extraction / L. Kubickovâ, J. Koktan, T. Korinkovâ, M. Klementovâ, T. Kmjec, J. Kohout, A. Weidenkaff, O. Kaman // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2020. - Vol. 498. - P. 166083.

125. Neutron diffraction study of the pressure and temperature dependence of the crystal and magnetic structures of Zn0.3Cu0.7Fe1.5Ga0.5O4 polycrystalline ferrite / D.P. Kozlenko, N.M. Belozerova, S.S. Ata-Allah, S.E. Kichanov, M. Yehia, A. Hashhash, E.V. Lukin, B.N. Savenko // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2018. - Vol. 449. - P. 44-48.

126. Fiquet G. High-temperature thermal expansion of lime, periclase, corundum and spinel / G. Fiquet, P. Richet, G. Montagnac // Physics and Chemistry of Minerals. - 1999. - Vol. 27. - № 2. - P. 103-111.