Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуру сложных оксидов и интерметаллидов кобальта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Руткаускас Антон Владимирович

• Руткаускас Антон Владимирович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Руткаускас Антон Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ОКСИДОВ И ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ КОБАЛЬТА

1.1. Физические свойства сложных оксидов кобальта

1.1.1. Кристаллическая структура и магнитные явления в сложных оксидах кобальта RCoOз

1.1.2. Сложные перовскитоподобные оксиды кобальта R1-xAxCoO3-5

1.1.3 Влияние высокого давления на сложные оксиды кобальта R1-xAxCoO3-5

1.2. Физические свойства интерметаллидов на основе кобальта

1.2.1 Кристаллическая структура и обменные взаимодействия в ЯСо2

1.2.2 Метамагнетизм ЯСо2 метамагнетиков

1.2.3 Влияние высокого давления на магнитные свойства ЯСо2 соединений

1.3. Исследование влияния высокого давления на оксиды и интерметаллиды кобальта

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИБОРНАЯ БАЗА

2.1. Приготовление образцов

2.2. Методы нейтронного рассеяния для исследования кристаллической и магнитной структуры веществ

2.3. Дифракция нейтронов на кристалле

2.4. Метод Ритвельда для анализа нейтронных дифракционных данных

2.5. Метод нейтронной дифракции по времени пролёта

2.6 Специализированные дифрактометры ДН-12 и ДН-6 для нейтронных экспериментов при высоких давлениях и низких температурах

2.7 Описание камер высокого давления c сапфировыми наковальнями

2.8. Рентгеновский дифрактометр «Extreme Conditions Beamline» для структурных исследований при высоких давлениях

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ И МАГНИТНУЮ СТРУКТУРУ СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ КОБАЛЬТА

3.1. Исследование кристаллической и магнитной структуры Lao,8Bao,2CoO3 при высоком давлении

3.2. Исследование кристаллической и магнитной структуры La0,82Bac,1sCoO3 при высоком давлении

3.3. Исследование кристаллической и магнитной структуры Lao,5Bao,5CoO2,8 при высоком давлении

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ВЫСОГО ДАВЛЕНИЯ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ И МАГНИТНУЮ СТРУКТУРУ ПРОСТЫХ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ КОБАЛЬТА

4.1 Исследование кристаллической и магнитной структуры DyCo2 при высоком давлении

4.2 Исследование кристаллической и магнитной структуры HoCo2 при высоком давлении

4.3 4.1 Исследование кристаллической и магнитной структуры ErCo2 при высоком давлении

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 сложных оксидов и интерметаллидов кобальта»

Актуальность работы

Среди множества соединений особый интерес на протяжении многих лет проявляется к сложным оксидам кобальта: R1-xAxCoO3 и R1-xAxCoO3-s, где Я -редкоземельный (РЗ), А - щелочноземельный элементы. Это связано с большим разнообразием физических явлений, наблюдаемых в этих соединениях: изменение спиновых состояний ионов кобальта, различные типы магнитного, орбитального и зарядового упорядочения, структурные и магнитные фазовые переходы, эффект гигантского магнетосопротивления [1-3]. Кроме того, оксиды кобальта являются перспективными материалами для производства твердотельных топливных элементов, магниторезистивных и сверхпроводящих материалов, катализаторов

[4].

В отличие от манганитов и купратов кобальтиты обладают уникальной особенностью - возможности изменения спиновых состояний ионов Со3+ при вариации термодинамических параметров: температуры, давления. В зависимости от баланса сопоставимых по величине внутриатомной обменной энергии ^ и энергии расщепления кристаллического поля Дст, могут быть реализованы немагнитное низко-спиновое (НС) ((2ё6, Б = 0) и магнитное промежуточно-спиновое (ПС) (Ьё5вё1, Б = 1) или высоко-спиновое (ВС) Б = 2) состояния [4-10]. Так,

в соединениях La1-xAxCoO3 при х > 0,18 наблюдается возникновение ферромагнитного (ФМ) металлического состояния [11-13], которое может быть объяснено на основе механизма двойного обмена делокализованных вё электронов между ионами Со3+, находящихся в ПС (?2§5%1, Б = 1) состоянии и Со4+ в НС (?2§5%0, Б = 1/2) состоянии, посредством ионов кислорода [11-14]. Более сложные и интересные физические свойства были обнаружены в кислородно-дефицитных оксидах кобальта R1-xAxCoO3-s. Наличие кислородных вакансий приводит к формированию новых фаз и существенному изменению физических свойств этих соединений. В таких соединениях обнаружены фазовые переходы диэлектрик-

металл, эффект гигантского магнитосопростивления и магнитные фазовые переходы из ФМ в антиферромагнитное (АФМ) состояние [4, 5, 15, 16].

Не менее интересные физические явления наблюдаются в интерметаллидах кобальта, железа и никеля R-TM ^ = La, Pr, Y; TM = Со, Fe, Ni). В них

обнаружены такие явления, как магнетизм коллективизированных электронов, гигантское магнитосопротивление, магнитокалорический эффект, а также магнетоупругий коллапс магнитных состояний [17-23]. Это делает такие соединения перспективными материалами для магнитных рефрижераторов, постоянных магнитов и т.п. В связи с этим особое внимание уделяется исследованию интерметаллидов кобальта с химической формулой RCo2, где R - РЗ элемент. Эти сравнительно простые соединения являются модельными системами для развития теоретических концепций, описывающие магнитные явления в интерметаллидах R-TM [17].

При нормальных условиях RCo2 имеют кубическую структуру с пространственной группой FdЗm, которая испытывает структурные искажения ниже точек Кюри ( Тс ) из-за магнитострикционных эффектов [24, 25]. Одновременно со структурным переходом в этих соединениях наблюдается магнитное упорядочение РЗ и кобальтовой подрешетки. Если R является немагнитным элементом: Y или Sc, тогда магнитное упорядочение кобальтовой подрешетки достигается во внешних магнитных полях порядка 70 - 75 Тл [17, 23, 26]. В тех случаях, когда R - магнитный элемент, при Т < Тс наблюдается магнитное упорядочение РЗ и кобальтовой подрешеток, которое описывается в рамках модели 4f-5d-3d [27]. В зависимости от типа R элемента могут иметь место ФМ или ферримагнитное упорядочения в системах RCo2.

Очень важным аспектом исследований соединений кобальта является изучение воздействия высокого давления на их кристаллическую и магнитную структуру. Исследования при высоких давлениях являются единственным прямым методом контролируемого изменения магнитных свойств за счет вариации межатомных

расстояний и валентных углов [9, 13, 28, 29], что необходимо для понимания природы механизмов физических явлений, наблюдаемых в этих соединениях.

Воздействие высокого давления приводит к значительному изменению магнитных и транспортных свойств соединений R1-xAxCoO3. В них было обнаружено существенное уменьшение температуры Кюри и намагниченности, а также сильное изменение транспортных свойств [30-32].

Не так давно в соединении Lao,82Bao,l8CoOз было обнаружено формирование неколлинеарной АФМ фазы с вектором распространения [0 -0,5 0,5] [33]. Предполагается, что появление АФМ фазы связано с локальными нарушениями баланса между конкурирующими ФМ и АФМ взаимодействиями между ионами ^3+, находящихся в НС и ПС состояниях. В то же время барическое поведение магнитного состояния кобальтитов в критической области х ~ 0,18, где наиболее ярко выражена конкуренция магнитных взаимодействий и возможна реализация других типов магнитного состояния, мало изучено. Исследования [34] показали в Lao,8Bao,2CoOз при температуре ниже 150 К сосуществование двух кристаллических фаз: ромбоэдрической R3с и орторомбической РЬпш с ФМ упорядочением каждой. Однако их поведение под давлением остается мало изученным. В анион-дефицитном кобальтите Lao,5Bao,5CoO3-5 (5 ~ 0,2) исследования указывают на наличие магнитного фазового перехода при высоком давлении [35]. В тоже время, характер барического поведения температур магнитного упорядочения и структурные механизмы наблюдаемых магнитных явлений остаются неясными.

В интерметаллидах RCo2 давление приводит к смещению температуры Кюри в область более низких температур [36]. В тоже время результаты работ [37, 38] сообщают, что при определенном критическом значении давления исчезает магнитный порядок РЗ и кобальтовой подрешеток. Особый интерес представляет соединение Ег^2, в котором было обнаружено [39] несогласованное поведение магнитных моментов двух подрешеток при воздействии высоких давлений.

В работе [29] были представлены результаты исследования влияния высокого давления (порядка нескольких ГПа) на магнитную структуру ТЬСо2 методом нейтронной дифракции при высоком давлении. Данные исследования позволили различить вклады от тербиевой и кобальтовой подрешёток в общую намагниченность системы, а также построить зависимость Тс от давления для каждой подрешетки, которые имели согласованное поведение. Эти результаты показали, что исследование интерметаллидов RCo2 методом нейтронной дифракции [40, 41] при высоких давлениях даёт возможность более подробно изучить механизмы формирования магнетизма в этих соединениях. Дополнительные исследования, с помощью синхротронного излучения (СИ) [4244], дают возможность изучать кристаллическую структуру при давлениях выше 10 ГПа. Это связано с высокой яркостью СИ по сравнению с нейтронными источниками, что позволяет существенно сократить время экспериментов и объём исследуемого образца. Таким образом, методы нейтронной и рентгеновской дифракции дополняют друг друга, а их взаимное использование позволяет получить обширную информацию о кристаллической и магнитной структурах сложных оксидов и интерметаллидов кобальта.

Целью диссертационной работы является исследование влияния высокого давления на кристаллическую и магнитную структуру стехиометрических и нестехиометрических лантан-бариевых оксидов кобальта и простых интерметаллидов кобальта.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследование изменений в кристаллической и магнитной структуре стехиометрических кобальтитов Lao,82Bao,l8CoOз и Lao,8Bao,2CoOз методом нейтронной дифракции при высоких давлениях.

2. Исследование влияния высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры Lao,5Bao,5CoO2.8 методами нейтронной и рентгеновской дифракции.

3. Изучение воздействия высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры соединений RCo2 (где R - Эу, Но и Ег) методом нейтронной дифракции.

Положения, выносимые на защиту:

1. Воздействие высокого давления в La0,82Ba0,18CoO3 приводит к подавлению АФМ-фазы при давлении 1,2 ГПа и ее полному исчезновению при Р > 2 ГПа.

2. В Lao,5Bao,5CoO2,8 при давлении Р > 2,8 ГПа происходит структурный переход из кубической структуры с симметрией Рш 3 ш в тетрагональную структуру с пространственной группой Р4/шшш. Данный переход сопровождается изменениями в магнитном упорядочении из АФМ О - типа в ФМ фазу.

3. Воздействие высокого давления до 5,6 ГПа в вызывает линейное уменьшение ТС. Магнитный момент кобальтовой подрешётки частично подавляется при давлении.

4. Воздействие внешнего давления до 4,6 ГПа на HoCo2 вызывает нелинейное уменьшение ТС. Магнитный момент кобальтовой подрешётки частично подавляется при давлении.

5. Внешнее давление в Ег^2 приводит к подавлению магнитного момента кобальтовой подрешётки. В диапазоне давлений от 0 до 4,1 ГПа ТС для эрбиевой подрешётки остаётся почти неизменной, а ТС кобальтовой подрешётки линейно уменьшается.

Новизна научных и практических результатов:

• Для кобальтита Lao,82Bao,18CoO3 получены барические зависимости Ты для АФМ фазы в диапазоне давлений от 0 ГПа до 1,2 ГПа.

• Установлено, что магнитная структура Lao,82Bao,l8CoOз является нестабильной к воздействию давления. Это связано с изменением спиновых состояний ионов ^3+ из ПС магнитного на НС немагнитное.

• В кобальтите La0,5Ba0,5CoO2,8 обнаружен структурный переход из кубической фазы с пространственной группой РтЗт в тетрагональную с пространственной

группой Р4/ттт, и магнитный фазовый переход, который сопровождается изменением основного АФМ состояния О-типа на ФМ.

• Для La0,5Ba0,5CoO2,8 получены барические зависимости Тм и Тс для АФМ и ФМ фаз в диапазоне давлений от 0 ГПа до 6 ГПа.

• В интерметаллидах ЭуСо2, НоСо2 и ЕгСо2 построены барические зависимости Тс при различных давлениях для кобальтовой подрешетки и подрешеток, образованных РЗ металлами.

• В ЕгСо2 обнаружено несогласованное уменьшение Тс при давлении для подрешёток Ег и Со.

• Впервые для всех соединений получены барические зависимости параметров элементарной ячейки и длин межатомных связей.

Научная и практическая значимость работы

Полученные в диссертационной работе экспериментальные результаты важны для развития представлений о структурных механизмах формирования магнитных явлений, наблюдаемых в сложных оксидах и интерметаллидах кобальта и родственных материалов.

Сложные магнитные оксиды и интерметаллиды 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.

Полученные экспериментальные результаты могут служить основой для теоретических расчетов физических свойств данных соединений в зависимости от структурных параметров. Это имеет большое значение для развития структурного дизайна функциональных материалов с заданными физическими свойствами.

Личный вклад автора

Автор участвовал в постановке научных задач диссертации, проведении экспериментов по нейтронной дифракции при высоких давлениях всех исследуемых соединений, анализе экспериментальных данных, интерпретации полученных результатов, написании статей.

Достоверность научных выводов и положений подтверждается корректной постановкой задачи, обоснованным выбором методов исследования, регулярным контролем корректности постановки экспериментов и методов обработки, анализа экспериментальных данных.

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, заседаниях программно - консультативного комитета по физике конденсированных сред ОИЯИ и на сессии ученого совета ОИЯИ.

Результаты были апробированы на следующих конференциях: «XVIII, XIX и XXII научная конференция молодых ученых и специалистов», ОИЯИ, Дубна, 2014, 2015 и 2018; «International Conference Condensed Matter Research at the IBR-2», Дубна, 2014, 2015, 2017; «Совещание и молодежная конференция по использованию рассеяния нейтронов и синхротронного излучения в конденсированных средах», Петергоф, 2014; «L Школа ПИЯФ по физике конденсированного состояния, ФКС - 2016», Зеленогорск, 2016; «Первый Российский кристаллографический конгресс от конвергенции наук к природоподобным технологиям», ВДНХ, Москва 2016; «17-th 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; «19-th International Seminar on Neutron Scattering Investigation in Condensed Matter», Poznan, Poland, 2018; 39 и 42 сессии программно

- консультативного комитета по физике конденсированных сред ОИЯИ, Дубна, 2014 и 2015; 115 сессия ученого совета ОИЯИ, Дубна, 2014.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 5 статей в научных рецензируемых журналах, и 11 тезисов докладов на различных научных мероприятиях. Список основных публикаций приводится в конце диссертации.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из Введения, четырех Глав, Заключения и списка цитируемой литературы.

• В Первой Главе приводится обзор основных сведений об исследуемых соединениях, приводятся результаты исследования при высоких давлениях.

• Во второй главе представлено описание экспериментальной методики и приборной базы. Особое внимание уделяется дифрактометрам ДН-12 и ДН-6.

• В третьей главе представлены результаты исследования воздействия высоких давлений на кристаллическую и магнитную структуру сложных оксидов кобальта Lao,8Bao,2CoOз, Lao,82Bao,l8CoOз и Lao,5Bao,5CoO2,8.

• В четвертой главе представлены результаты исследования воздействия высоких давлений на кристаллическую и магнитную структуру интерметаллидов

(где Я = Бу, Ш, Ег).

Диссертация содержит 1 12 страницы машинописного текста, включая 48 рисунков, 12 таблиц и 135 библиографические ссылки.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор работы выражает благодарность научному руководителю Козленко Денису Петровичу за постановку научной задачи, помощь в интерпретации полученных данных и важные замечания по изложению результатов. Также автор выражает благодарность Кичанову Сергею Евгеньевичу и Лукину Евгению

Валерьевичу за помощь, оказанную в процессе выполнения работы. Автор благодарит Савенко Бориса Николаевичу за постоянную поддержку и полезные обсуждения в работе.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ОКСИДОВ И ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ КОБАЛЬТА

1.1. Физические свойства сложных оксидов кобальта

1.1.1. Кристаллическая структура и магнитные явления в сложных оксидах

Среди сложных оксидов кобальта наиболее изученными являются соединения с химической формулой LnCoOз, где Ьп - элементы лантанойдной подгруппы. Валентная формула таких соединений - Ьп^Со3^2-, где переходный и РЗ элементы проявляют одинаковую валентность равною трём. Их элементарная ячейка имеет искажённую структуру идеального кубического перовскита ABO3 (Рисунок 1). При нормальных условиях LaCoO3 имеет ромбоэдрическую кристаллическую структуру [8, 45] с пространственной группой R3c, где ионы Со3+ находятся в октаэдрическом окружении кислорода. Другие соединения LnCoO3, имеют орторомбическую симметрию с пространственной группой РЬпт [46].

Рисунок 1. Кристаллическая структура кубического перовскита ЛВ03. Выделены

кислородные октаэдры вокруг ионов Со.

кобальта RCoOз

В оксидах кобальта, содержащих ионы ^3+, по сравнению с оксидами других переходных металлов, энергия расщепления основного состояния в кристаллическом электрическом поле Лег сравнима с энергией внутриатомного обменного взаимодействия поэтому могут быть реализованы немагнитное НС (Ьё6, Б = 0) и магнитные ПС (Ь85её1, Б = 1) и ВС (¿2§4%2, Б = 2) спиновые состояния [5-8].

Как было сказано выше, в ЯСоО3 ионы Со3+ находятся в октаэдрическом окружении кислорода (Рисунок 1). Это окружение создаёт вокруг ионов Со3+ кристаллическое поле, которое приводит к снятию пятикратно вырожденных й уровней ионов Со3+. В результате этого эектронный ё-уровень расщепляется на два: один трехкратно вырожденный a другой двукратно вырожденный вё . Причём имеет более низкую энергию, чем % (Рисунок. 2 (а)). Расщепление между и вё уровнями обозначается как или АЕ. Величина расщепления зависит от вида катиона, его заряда и геометрической конфигурации электронных оболочек [7, 4750].

(1)

еЛ

фол

Со3+ (ВС, 8=2)

б)

(2)

м

Ы <-Л -оЛ

М

' Я

(3)

е4 "Л

оЛ

оЛ

Со3+ (ПС, 8=1)

Со3+ (НС, 8=0)

Рисунок 2. (а) Диаграмма энергетических уровней, иллюстрирующая расщепление пятикратно вырожденных й-орбиталей в октаэдрическом поле. (б) Схема заполнения электронных оболочек при (1) ВС состоянии (?2§4%2, 3=2), (2) ПС состоянии (Ьё5вё1, Б=1) и (3) НС состоянии (Ьё6вё, Б=0).

Если расщепление невелико, то шесть электронов Со3+ располагаются на всех пяти орбиталях и находятся в ВС состоянии ¿2/её2 со спином 5 = 2 (Рисунок 2 (б-1)). При увеличении расщепления происходит частичное спаривание электронов на ¿2ё уровне, что приводит к ПС состоянию ¿2ё5вё1 со спином 5 = 1 (Рисунок 2 (б-2)). При большем расщеплении 10Dq происходит спиновый переход в НС состояние ¿2ё6вё° со спином 5 = 0. Верхние орбитали еёостаются свободными, когда электроны находятся в НС состоянии ¿2ё6вё° со спином 5 = 0 (Рисунок 2 (б-3)) [4749].

Исследования соединений ЯСоЭ3 в широком диапазоне температур показало существование трех областей, где эти кобальтиты являются немагнитными диэлектриками, парамагнитными диэлектриками и парамагнитными металлами. Их фазовая диаграмма представлена на Рисунке 3 [50].

1_и Тгп Но Оу ТЬ й! Ей N1! Рг

1000

И—I—I—ггт УЬ Ет У

7, К

1,05

МО

1,15

г, А

1.20

Рисунок 3. Фазовая диаграмма соединений ЯСоО3, где г - ионный радиус редкоземельного элемента [50]. На верхней оси представлены Я элементы для ЯСоО3 соединений.

Впервые оксиды ЯСоО3 привлекли к себе внимание благодаря необычной температурной зависимости магнитной восприимчивости LaCoOз, где наблюдалось два широких максимума при температурах 100 и 500 К (Рисунок 4 (а)). Для других кобальтитов LnCoOз наблюдались такие же особенности в поведении магнитной восприимчивости, но эти максимумы более размыты и сдвинуты в область более высоких температур [8]. Измерения коэффициентов линейного теплового расширения а для серии образцов ЯСоО3 показали аномальное тепловое расширение, максимумы которого коррелируют с особенностями в поведении магнитной восприимчивости (Рисунок 4 (б)) [51].

х ЬаС иО.1

□ УСоО.,

д ОсКГиО}

о N£1000.1

200

400

600

800 ..1000 1. К

Рисунок 4. а) Температурная зависимости магнитной восприимчивости ЬаСвОз. [9], б) Температурные зависимости коэффициентов линейного расширения а кристаллической решётки ЯСоОз (Я=Ьа, У, Ой и Ш)[51].

Для объяснения кривой магнитной восприимчивости ЬаСоО3 было предложено две модели. Первая модель [51, 52] связывала появления максимум при 100 К на кривой магнитной восприимчивости с переходом части ионов Со3+ из НС в ВС состояние, что соответствует увеличению общего магнитного момента ионов кобальта. При достижении соотношения 1: 1 концентрации ионов Со3+ в НС и ВС происходит образование сверхструктуры с чередованием этих ионов в различных

спиновых состояниях. Этому, по мнению авторов, соответствовало плато между двумя максимумами. Второй максимум соответствовал переходу полупроводник -металл, разрушению магнитной сверхструктуры и переходу всех ионов кобальта в ВС состояние. Однако, эксперименты по фотоэмиссии с высокой разрешающей способностью и рентгеновскому поглощению опровергли это предположение [53, 54]. В работе [6] показано, что энергетически более выгодным может быть ПС состояние Ьё5вё1, в котором Со3+ имеет спин Б = 1, а магнитный переход проходит через три стадии НС^ПС^ВС. Эта модель обеспечивает качественное описание двух аномалий магнитной восприимчивости и теплового расширения на их температурной зависимости. Для промежуточных температур ниже второй аномалии упрощенный сценарий НС-ПС становится наиболее широко принятым и поддерживается недавними исследованиями восприимчивости, теплового расширения [8, 55, 56] и результатами неупругого рассеяния нейтронов [57].

1.1.2. Сложные перовскитоподобные оксиды кобальта Rl-xAxCoOз-§

При частичном изовалентном замещении РЗ элемента возникает так называемое «химическое давление» эквивалентное внешнему, что приводит к стабилизации НС состояния в оксидах кобальта [58].

Противоположная картина в кобальтитах R1-xAx[(еo3+)1-x(еo4+)x]O3 наблюдается при замещении РЗ элемента двухвалентными ионами щелочноземельных элементов (М = Бг, Ва, Са). В этом случаи наблюдается стабилизация основного ФМ металлического состояния для х > 0,18 [10-13], которое может быть объяснено на основе механизма двойного обмена делокализованными её электронов между ионами Со3+, находящимися в ПС (Ьёвё, Б = 1) состояние, и ионами Со4+ в НС (Ьёвё, Б = 1/2) состояние посредством ионов кислорода. В области концентраций х< 0.18 наблюдалось появление состояния спинового стекла (Рисунок 5). Также, в области критической концентрации х ~ 0,18 наблюдаются эффекты магнитного фазового расслоения, характеризующиеся формированием ФМ нанокластеров в немагнитной матрице [57].

Исключением является соединение Ьао,82Ваод8СоОз, в котором формируется неоднородное магнитное состояние в области низких температур с дальним магнитным порядком, включающее АФМ фазу с вектором распространения [0 -0,5 0,5] и ФМ фазу [33]. Предполагается, что такое поведение связано с наличием конкурирующих ФМ и АФМ корреляций между ионами Со3+ и Со4+ в ПС и НС состояниях, предположительно динамического характера [57].

200

Я н 100

о 200

В н 100

200

В н 100

I 1 I 1 I 1 1 1 1 1 1 1 : Ьа, Са СоО, 1-х х 3 , 7 РМ " О^——сг-е-о . : : - ..........

1 | 1 | 1 | 1 : Ьа, ЗгСоО, I 1-х х 3 А С : ......ЬО ' 1 ■ 1 ■ 1 >м : рм : 1.1.1

1 | 1 | 1 | 1 : Ьа, Ва СоО, Р 1-х х 3 ( : яв ■ 1 ■ 1 м __О---О - — им - 1 . 1

о

0.00 0.05

0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Сопсешгагюп х

Рисунок 5. Магнитные фазовые диаграммы соединений Lal.xAxCoOз (А = Са, Бг, Ва). Обозначены границы области РМ - ПМ состояние, ЕМ - ФМ состояние и БО - состояние спинового стекла [10].

Также, не менее интересным соединением является Ьа0,8Ва0,2СоО3, в котором было обнаружено сосуществование двух кристаллических фаз в диапазоне 4 < Т < 150 К: ромбоэдрической R3c и орторомбической РЬпт, а также наличие ФМ упорядочения, который порядок устанавливается за счет положительного взаимодействия между ионами Со3+ и Со4+. Причина сосуществование этих фаз

объясняется химической неоднородности образца, содержащего домены или кластеры с немного отличающимися концентрациями бария. [34].

Более сложные и интересные физические явления были обнаружены в кислородно-дефицитных оксидах кобальта Ко,5Вао,5СоО3-5, которые могут быть получены, как в форме с пространственным разупорядочением катионов ШВа и кислородных вакансий, так и в форме с их упорядочением (112 фаза) [4, 5, 16, 59]. В разупорядоченной форме оксиды кобальта Ш0,5Ва0,5СоО3-5 характеризуются перовскитной структурой, состоящей из трехмерной сетки октаэдров СоО6 с кислородными вакансиями [59]. В тоже время, в упорядоченных соединениях КВаСо2О5+^ для у ~ 0,5 содержатся чередующиеся слои кислородных октаэдров СоО6 и кислородно-дефицитных пирамид СоО5. Как в разупорядоченной, так и в упорядоченной форме кобальтитов Ко,5Вао,5СоО3-5 обнаружены фазовые переходы диэлектрик-металл, эффект гигантского магнитосопростивления и магнитные фазовые переходы из ФМ в АФМ состояние. Кроме этого, в большинстве упорядоченных кобальтитов ЯВаСо2О5+у обнаружено изменение спиновых состояний ионов кобальта, при переходе диэлектрик-металл и формирование их сложного пространственного упорядочения в области низких температур [4, 5,16, 59-61].

Природа физических явлений, наблюдаемых в разупорядоченных и упорядоченных оксидах кобальта Ш0,5Ва0,5СоО3-5, связана со сложными корреляциями между спиновыми, зарядовыми, решёточными и орбитальными степенями свободы ионов Со3+ в октаэдральном и пирамидальном кислородном окружении. Механизмы формирования этих явлений всё ещё остаются мало изученными и остаются предметом интенсивных дискуссий. Соединения Ьао,5Вао,5СоО3-5 с немагнитным РЗ ионом и простой перовскитной кубической структурой являются идеальными модельными системам для изучения роли конкретных факторов, определяющих природу физических явлений, наблюдаемых в соединениях Ш0,5Ва0,5СоО3-5. В разупорядоченных соединениях Ьа0,5Вас,5СоО3-5

обнаружен эффект гигантского магнитосопротивления и изменение основного магнитного состояния из ФМ с температурой Кюри Тс « 180 К для 5 ~ 0, в АФМ (для 5 > 0,1) с температурой Нееля Тн ~ 150 К (для 5 = 0,12) [62]. Похожие эффекты наблюдаются и для упорядоченного кобальтита ЬаВаСо2О5,5, характеризующимся большим магнетосопротивлением и фазовым переходом из ФМ (Тс = 326 К) в АФМ состояние О - типа (Тн = 260 К) при охлаждении [63].

1.1.3 Влияние высокого давления на сложные оксиды кобальта Rl-xAxCoOз-6

Важнейшей задачей в исследовании сложных оксидов кобальта является выявление механизмов наблюдаемых физических явлений на уровне структурного строения. Одним из наиболее перспективных подходов является изменение термодинамического параметра - высокого внешнего давления [10, 25, 28, 64]. По сравнению с другими термодинамическими параметрами (температурой, магнитным полем), приложение высоких давлений позволяет получить существенно большее изменение соответствующих межатомных потенциалов за счет вариации межатомных расстояний, и тем самым эффективно разделить вклады от различных конкурирующих взаимодействий, как правило, имеющих различную зависимость от давления.

Воздействие высокого давления приводит к существенному изменению магнитных и транспортных свойств легированных кобальтитов. В соединениях Ьа1-х3гхСоО3 и Ьа1-хСахСоО3 [13, 28] при давлении обнаружено уменьшение температуры Кюри магнитных моментов ионов Со3+ и сильное возрастание сопротивления. Было сделано предположение, что такое поведение связано с изменением электронной конфигурации ионов Со3+ из магнитного ПС в немагнитное НС состояние. При увеличении уровня допирования, в частности Ьао,5Сао,5СоО3 под воздействием давления остаётся в ФМ состоянии, при этом температура Кюри увеличивается с положительным барическим коэффициентом dTC/dP ~ 1 К/ГПа-1. Такое поведение существенного отличается от соединения Ьа1-хСахСоО3 (х < 0.3), где происходит подавления основного ФМ состояния. Этот факт

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Руткаускас Антон Владимирович, 2020 год

Библиографический список

1. Goodenough J.B. Electronic and ionic transport properties and other physical aspects of perovskites / J.B Goodenough // Reports on Progress in Physics - 2004.

- V. 67,№ 11- P. 1915-1993.

2. Imada M. Metal-insulator transitions / M. Imada, A. Fujimori, and Y. Tokura // Reviews of modern physics - 1998. - V. 70,№ 4. - P. 1040- 1263.

3. Senaris-Rodriguez M. A. LaCoÜ3 Revisited /M. A. Senaris-Rodriguez and J.B. Goodenough// Journal of Solid State Chemistry - 1995, - V 116, № 2.- P. 224-231.

4. Magnetoresistance in the oxygen deficient LnBaCo2Ü5.4 (Ln=Eu, Gd) phases / C. Martin, A. Maignan, D. Pelloquin and . B. Raveau //, Applied Physics Letters. -1997. - V. 71, № 10.- P. 1421-1423.

5. Raveau, B. Cobalt oxides: from crystal chemistry to physics / B. Raveau, M. Seikh.

- Weinheim: Wiley-VCH Verlag & Co, 2012. - 344 c.

6. Senaris-Rodriguez M.A. LaCoO3 Revisited, / M.A. Senaris-Rodriguez and J.B. Goodenough //Journal of Solid State Chemistry- 1995, V. 116, № 2. - P. 224-231.

7. Intermediate-spin state and properties of LaCoO3,/ M.A. Korotin, S.Yu. Ezhov, I.V. Solovyev, V.I. Anisimov, D.I. Khomskii, G.A. Sawatzky // Physical review B -1996. - V.54 № 8. - P. 5309-5316.

8. Evidence for a low-spin to intermediate-spin state transition in LaCoÜ3 / C. Zobel, M. Kriener, D. Bruns, J. Baier, M. Grüninger, T. Lorenz, P. Reutler, A. Revcolevschi // Physical review B - 2002. - V. 66, № 2. - P. 020402 (1-4)

9. Temperature- and pressure-driven spin-state transitions in LaCoÜ3 / D.P.Kozlenko, N.O.Golosova, Z.Jirak, L.S.Dubrovinsky, B.N.Savenko, M.G.Tucker, Y. Le Godec, V.P.Glazkov // Physical review B - 2007. - V. 75, № 6.- P. 064422 (1-10)

10. Structure, magnetization, and resistivity of La1-xMxCoÜ3 (M =Ca, Sr, and Ba) / M. Kriener, C. Zobel, A. Reichl, J. Baier, M. Cwik, K. Berggold, H. Kierspel, Ü. Zabara, A. Freimuth, T. Lorenz // Physical review B - 2004. - V. 69, № 9. - P. 094417 (1-7).

11. Yan J.-Q. Bond-length fluctuations and the spin-state transition in LC0O3 (L=La, Pr, and Nd) / J.-Q. Yan, J.-S. Zhou, and J.B. Goodenough // Physical review B -2004. - V. 69, № 13. - P. 134409 (1-6).

12. Senaris-Rodriguez M. A. Magnetic and Transport Properties of the System La1-xSrxCoO3-s (0< x< 0.50) / M. A. Senaris-Rodriguez and J.B. Goodenough // Journal of Solid State Chemistry - 1995. - V. 118, №2. - P. 323-336.

13. Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуры кобальтита Lac.7Sr0.3CoO3 / Н.О. Голосова, Д.П. Козленко, В.И. Воронин*, В.П. Глазков, Б.Н. Савенко //. Физика твердого тела - 2006. - Т. 48, № 1. -с. 90-94.

14. Spin State of Negative Charge-Transfer Material SrCoO3 / J. Kunes,1 V. Krapek, N. Parragh, G. Sangiovanni, A. Toschi, and A.V. Kozhevnikov // Physical review letters - 2012. - V.109, № 11. - P.117206 (1-5)

15. Thermoelectric Power of HoBaCo2O55 Possible Evidence of the Spin Blockade in Cobaltites / A. Maignan, V. Caignaert, B. Raveau, D. Khomskii, G. Sawatzky // Physical review letters - 2004.- V.93, № 2.- P.026401 (4-,..)

16. Phase Transitions in the Gd05Bao.5CoO3 Perovskite / I. O. Troyanchuk, N. V. Kasper, D. D. Khalyavin, H. Szymczak, R. Szymczak, and M. Baran // Physical review letters - 2004.- V.80, № 15.- P. 3380 - 3383.

17. Burzo, E. Compounds between Rare Earth elements and 3d, 4d or 5d elements / E. Burzo, A. Chelkovski, H.R. Kirchmayr; (Ed.) H.P.J. Wijn. - Berlin: SpringerVerlag, 1990. - 545 c.

18. Duc N.H. Metamagnetism, giant magnetoresistance and magnetocaloric effects in RCo2-based compounds in the vicinity of the Curie temperature / N.H Duc., D.T. Kim Anh., P.E Brommer. // Physica B- 2002.- V. 319- P. 1-8.

19. Yamada, H. Itinerant electron metamagnetism and giant magnetocaloric effect / H. Yamada, T. Goto // Physical review B- 2003. - V. 68, № 18 - P.184417 (1-7).

20. First order transitions in ACo2 compounds / D. Bloch, D.M. Edwards, M. Shimizu and J Voiron. // Journal of .Physics F: Metal Physics. - 1975. - V.5,№6- P. 12171226.

21. Magneto-elastic lattice collapse in YC05 / H. Rosner, D. Koudela, U. Schwarz, A. Handstein, M. Hanfland, I. Opahle, K. Koepernik2, M. D. Kuz'min, K.-H. Muller, J. A. Mydosh and M. Richter. // Nature Physics- 2006.- V. 2,№ 7- P. 4969-472.

22. Magnetic and elastic properties of YCo5 and LuCo5 under pressure / D. Koudela, U. Schwarz, H. Rosner, U. Burkhardt, A. Handstein, M. Hanfland, M. D. Kuz'min, I. Opahle, K. Koepernik, K.-H. Müller and M. Richter // Physical review - 2008.- V. 77,№ 2- P. 024411 (1-7).

23. Étude des composés, type phase de laves, entre le cobalt et les terres rares paramagnétisme et effects de la pression. / D. Bloch, F. Chaissé, F. Givord, J .Voiron. and E. Burzo // Journal de Physique- 1971.- V 32- P. 659-660.

24. Wohlfarth E.P. Collective electron metamagnetism / E.P. Wohlfarth and P. Rhodes // Philosophical Magazine-1962.- V. 7.- P. 1817-1824

25. Burzo E. Electronic and magnetic properties of cubic Lave phase compounds / E. Burzo // Moldavian Journal of the Physical Sciences- 2005. - V. 4, №1. - P. 74-85

26. Itinerant electron metamagnetism in YCo2 and LuCo2 / T. Goto, T. Sakakibara, K. Murata, H. Komatsu and R. Fukamichi // Journal of Magnetism and Magnetic Materials- 1990.- V. 90-91- P 700-702.

27. Burzo, E. Exchange interactions in heavy rare-earths RCo2 compounds / E. Burzo // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - V. 848. - P. 012004(1-7).

28. Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуру кобальтита Nd0.78Bac.22CoO3 / Н. О. Голосова, Д. П. Козленко, В. В. Сиколенко, А. П. Сазонов, И. О. Троянчук, Б. Н. Савенко, В. П. Глазков // Письма в ЖЭТФ-2006.- Т. 84, № 1.- С. 18-22.

29. Magnetic properties of TbCo2 compound at high pressures / E. Burzo, P. Vlaic, D.P. Kozlenko, S.E. Kichanov, N.T. Dang, E.V. Lukin, B.N. Savenko // Journal of Alloys and Compounds- 2013.- V. 551.-P. 702 - 710.

30. Pressure-induced insulating state in (La,Sr)CoO3 / R. Lengsdorf, M. Ait-Tahar, S.S. Saxena, M. Ellerby, D.I. Khomskii., H. Micklotz, T. Lorenz and M.M Abd-Elmeguid // Physical Review B. -2004. -V. 69, №14. -P. 140403 (1-4).

31. Pressure-tuned spin state and ferromagnetism in Lai-xMxCoÜ3 (M = Ca, Sr). /I. Fita, R. Szymczak, R. Puzniak., I.Ü. Troyanchuk, J. Fink-Finowicki., Y.M. Mukovskii, V.N. Varyukhin, H. Szymczak. // Physical Review B.-2005. -V. 71, № 21. - P. 214404 (1-8).

32. Transport and magnetic studies on the spin state transition of Pr1-xCaxCoÜ3 up to high pressure. / T. Fujita, T. Miyashita, Y. Yasui, Y. Kobayashi, M. Sato, E. Nishibori, M. Sakata, Y. Shimojo, N. Igawa, Y. Ishii, K. Kakurai, T. Adachi, Y. Ohishi and M. Takata // Journal of the Physical Society of Japan-2004. -V. 73, №7-P. 1987-1997.

33. A complex magnetic structure in the magnetoresistive La0.82Ba0.18CoÜ3 / P. Tong, Q. Huang, M. Kofu, M.C. Lehman, J. Yu, D. Louca // Journal of Physics: Conference Series. - 2010. - V. 251. - P. 012015(1-4)

34. Neutron diffraction study and magnetic properties of La1-xBaxCoO3 (x = 0.2 and 0.3) / A.P. Sazonov, I.Ü. Troyanchuk, H. Gamari-Seale, V.V. Sikolenko, K.L. Stefanopoulos, G.K. Nicolaides, and Y.K. Atanassova // Journal of Physics: Condensed Matter - 2009. - V. 21, № 15 - P. 156004 (1-9).

35. Pressure induced antiferromagnet-ferromagnet transition in La0.5Ba0.5CoÜ2.8 cobaltite / I. Ü. Troyanchuk, M. V. Bushinsky, V. Sikolenko, V. Efimov, C. Ritter, T. Hansen, and D. M. Tobbens // European Physical Journal B - 2013. - V. 86, № 10. - P. 435 (1-7).

36. Hauser R. Pressure-dependent electrical resistivity of RCo2 compounds(R= rare earth) / R. Hauser, E. Bauer, and E. Gratz // Physical Review B - 1998. - V. 57, № 5. - P. 2904-2914.

37. Itinerant electron metamagnetism and magnetocaloric effect in RCo2-based Laves phase compounds / K. Niraj, K.G. Singh, A.K. Suresh, S.K. Nigam, S.K. Malik, A.A. Coelho, S. Gama //. Journal of Magnetism and Magnetic Materials - 2007. -V. 317. - 66 -79.

38. Pressure dependence of magnetic states in Laves Phase RCo2 (R=Dy, Ho, and Er) compounds probed by XMCD / S Watanabe, N Ishimatsu, H Maruyama, J Chaboy,

M A Laguna-Marco, R Boada and N Kawamura //. Journal of Physics: Conference Series - 2009. - V. 190. -P. 012021 (1-4).

39. Experimental evidence of pressure-induced suppression of the cobalt magnetic moment in ErCo2 / N. Ishimatsu, S. Miyamoto, H. Maruyama, J. Chaboy, M. A. Laguna-Marco, and N. Kawamura // Physical Review B - 2007. - V. 75, №2 18, - P. 180402(1-4).

40. Аксенов В.Л. Времяпролетная нейтронная дифрактометрия / В.Л. Аксёнов, А.М. Балагуров // Успехи физических наук - 1996. -. Т. 166, №2 9. - C. 955-985.

41. Белушкин, А.В. Введение в методику рассеяния нейтронов / А.В. Белушкин -М.: Издательство МГУ. - 2000. - 167 с.

42. Михайлин, В. В. Синхротронное излучение / В. В. Михайлин, И.М. Тернов М.: Знание, 1988. 64 с.

43. Кунц, К. Синхротронное излучение: свойства и применение / К. Кунц, М. :Мир, 1981. - 438 с.

44. Тернов И. М. Синхротронное излучение / И. М. Тернов // Успехи физических наук - 1995. - Т. 165, № 4. - C. 429-456.

45. Raccah P.M. First-Order Localized-Electron ^^ Collective-Electron Transition in LaCoO3 / P.M. Raccah and J.B. Goodenough // Physical Review - 1967. - V.155, № 3. - P. 932-943.

46. Demazeau, G. Sur de nouveaux composés oxygénés du cobalt +III dérivés de la perovskite / G. Demazeau, M. Pouchard, P.J. Hagenmuller. // Journal of Solid State Chemistry. - 1974. - V. 9, № 3. - P. 202-209.

47. Goodenough J.B. An interpretation of the magnetic properties of the perovskite-type mixed crystals Lal-xSrxCoO3-^ / J.B. Goodenough // Journal of Physics and Chemistry of Solids - 1958. - V. 6. - P. 287 - 297.

48. Goodenough J.B. Metallic oxides / J.B. Goodenough // Progress in Solid State Chemistry - 1971. - V. 5. - P. 145-399/ 145 (1971).

49. Неудачина, Л.К. Физико-химические основы применения координационных соединений / Л. К. Неудачина Н. В. Лакиза - Екатеринбург.: Издательство Уральского университета, 2014. - 124 с.

50. Evolution of electronic states in RCoO3 (R=rareearth): Heat capacity measurements / M. Tachibana, T. Yoshida, H. Kawaji, T. Atake and E. Takayama-Muromachi // Physical Review B - 2008. - V. 77. - P. 094402(1 - 5).

51. Structural anomalies associated with the electronic and spin transitions in LnCoO3 / K. Knizek, Z. Jirak, J. Hejtmanek, M. Veverka, M. Marysko, G. Maris, T.T.M. Palstra // The European Physical Journal B - 2005. - V. 47, № 2. - P. 213 - 220.

52. Mossbauer Studies of the High-Spin-Low-Spin Equilibria and the Localized-Collective Electron Transition in LaCoO3 / V. G. Bhide, D. S. Rajoria G.R. Rao and C. N. R. Rao // Physical Review B - 1972. - V. 6, №3 - P. 1021 - 1032.

53. Temperature and pressure-induced spin-state transitions in LaCoO3 / G. Vanko, J.-P. Rueff, A. Mattila, Z. Németh, and A. Shukla // Physical Review B - 2006. - V. 73. - P. 024424 (1-10)

54. Low-temperature spin-state transition in LaCoO3 investigated using resonant x-ray absorption at the Co K edge / M. Medarde, C. Dallera, M. Grioni, J. Voigt, A. Podlesnyak, E. Pomjakushina, K. Conder, Th. Neisius, O. Tjenberg, and S. N. Barilo // Physical Review B - 2006. - V. 73. - P. 054424 (1-10).

55. Spin-State Transition and Metal-Insulator Transition in Lai-xEuxCoO3 / J. Baier, S. Jodlauk, M. Kriener, A. Reichl, C. Zobel, H. Kierspel, A. Freimuth, and T. Lorenz // Physical Review B - 2005. - V. 71. - P. 014443 (1-10).

56. Structural anomalies associated with the electronic and spin transitions in LnCoO3 / K. Knizek, Z. Jirak, J. Hejtmanek, M. Veverka, M. Marysko, G. Maris, and T. T. M. Palstra // The European Physical Journal - 2005. V. - 47. - P. 213 - 220.

57. Nanomagnetic Droplets and Implications to Orbital Ordering in La1-xSrxCoO3 / D. Phelan, D. Louca, S. Rosenkranz, S.-H. Lee, Y. Qiu, P. J. Chupas, R. Osborn, H. Zheng, J. F. Mitchell, J. R. D. Copley,J. L. Sarrao, and Y. Moritomo // Physical Review Letters - 2006. - V. 96. - P. 014443 (1-4)

58. Особенности спинового, зарядового и орбитального упорядочений в кобальтитах / Н.Б. Иванова, С.Г. Овчинников, М.М. Коршунов, И. М. Ерёмин, Н. В. Казак. // Успехи физических наук - 2009. - Т. 179, № 8. - C. 837-860.

59. Taskin A.A. Ising-Like Spin Anisotropy and Competing Antiferromagnetic-Ferromagnetic Ürders in GdBaCo2Ü55 Single Crystals/ A.A. Taskin, A.N. Lavrov, Y. Ando // Physical Review Letters - 2003. - V. 90, № 22. - P. 227201 (1-4)

60. Low to High Spin-State Transition Induced by Charge Ürdering in Antiferromagnetic YBaCo2Ü5 / T. Vogt, P.M. Woodward, P. Karen, B.A. Hunter, P. Henning, A.R. Moodenbaugh // Physical Review Letters - 2000. - V. 84, №13 - P. 2969-2972

61. Selective spin-state switch and metal-insulator transition in GdBaCo2Ü5 5 / C. Frontera, J.L. Garcia-Munoz, A. Llobet, M.A.G. Aranda // Phys. Rev. B 65 (2002) 180405(R) Physical Review B - 2002. - V. 65, №18 - P. 180405(R) (1-4).

62. Antiferromagnet-ferromagnet transitions in cobaltites / I.Ü. Troyanchuk, M.V. Bushinsky, D.V. Karpinsky, V.A. Sirenko // Low Temperature Physics - 2012. - V. 38, №7 - P. 662-668.

63. New Member of the «112» Family, LaBaCo2Ü5.s: Synthesis, Structure, and Magnetism / E.-L. Rautama, V. Caignaert, P.H. Boullay, A.K. Kundu, V. Pralong, M. Karppinen, C. Ritter and B. Raveau // Chemistry of Materials. - 2009. - V. 21. - P. 102-109.

64. Влияние высокого давления на кристаллическую и магнитную структуру кобальтита LaasCaasCoÜs / Н. О. Голосова, Д. П. Козленко, Е. В. Лукин, Б. Н. Савенко // Письма в ЖЭТФ ЖЭТФ- 2010.- Т. 92, № 2.- С. 18-22. 92(2), 114118.

65. Spin state and magnetic transformations in Sr0.7Y0.3CoÜ2.62 at high pressures / N. Ü. Golosova, D. P. Kozlenko, L. S. Dubrovinsky, Ü. A. Drozhzhin, S. Ya. Istomin, and

B. N. Savenko // Physical Review B - 2009. - V. 79, №10 - P. 104431 (1-5).

66. Stoner, E.C. Collective electron specific heat and spin paramagnetism in metals / E.

C. Stoner // Proceedings of the Royal Society of London A. - 1936. - V. 154, № 883. - P. 656-678.

67. Magnetism of the rare earth, 3d — Theoretical review / M. Cyrot, D. Gignoux, F. Givord, M. Lavagna // Magnetism of the rare earth, 3d - Theoretical review. Journal de Physique Colloques - 1979. - V. 40- P.C5-171-176.

68. Burzo E. On the magnetic behaviour of RCo2 compounds where R is yttrium or a rare-earth. / E. Burzo and R. Lemaire // Solid State Communications- 1992. - V. 84, № 12. - P. 1145-1148.

69. Вонсовский, С.В. Магнетизм. Магнитные свойства диа-, пара, ферро-, антиферро-, и ферримагнетиков / С.В. Вонсовский. М. Наукаб 1971. - 1032 с.

70. Campbell, I.A. Indirect exchange for rare earths in metals / I.A. Campbell // Journal of Physics F: Metal Physics. - 1972. - V. 2, № 3. - P. L47-L50.

71. Duc, N.H. Intersublattice exchange coupling in the rare earth - transition metal intermetallics / N.H. Duc // Advanced Magnetism and Magnetic Materials. Aspects of Rare Earth - Transition Metal Intermetallics / N.H. Duc (Ed.). - Vietnam National University Press. 2014. P. 9-96.

72. On the R 5d band polarization in rare-earth - transition metal compounds / E. Burzo, L. Chioncel, R. Tetean, O. Isnard // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2011.

- V. 23. - P. 026001 (1-7).

73. Gratz E. Physical properties of RCo2 Laves phases / E. Gratz and A. S. Markosyan // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2001. - V. 13. - P. R (385 - 413).

74. Fukamichi, K. Itinerant-Electron Metamagnetism / K. Fukamichi // Handbook of Advanced Magnetic Materials / Y. Liu, D.J. Sellmyer, D. Shindo (Eds.). - Springer, Boston. 2006. P. 683-744.

75. Yamada, H. Recent advances of itinerant-electron metamagnetism and related properties of intermetallic compounds / H. Yamada, K. Fukamichi, T. Goto // Physica B. - 2003. - V. 327. - P. 148-154.

76. Duc, N.H. Formation of 3d-moments and spin fluctuations in the rare earth -transition metal intermetallics / N.H. Duc, P.E. Brommer // Advanced Magnetism and Magnetic Materials. Aspects of Rare Earth - Transition Metal Intermetallics / N.H. Duc (Ed.). - Vietnam National University Press. 2014. P. 97-270.

77. Shimizu, M. Itinerant electron metamagnetism / M. Shimizu // Journal de Physique.

- 1982. - V. 43, № 1. - P.155-163.

78. Yamada, H. Metamagnetic transition and susceptibility maximum in an itinerant-electron system / H. Yamada // Physical Review B - 1993. - V. 47. - P. 1121111219.

79. Khmelevskyi, S. The order of the magnetic phase transitions in RCo2 (R = rare earth) intermetallic compounds / S. Khmelevskyi, P. Mohn // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2000. - V. 12. - P. 9453-9464.

80. Duc, N.H. Itinerant electron metamagnetism of co sublattice in the lanthanide-cobalt intermetallics / N.H. Duc, T. Goto // Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths / K.A. Gschneidner, L. Eyring (Eds.). - Elseiver B.V. 1999. V. 26. P. 177-264.

81. Changeover in the order of the magnetic phase transition in the intermetallic compounds (Er1-x Tbx)Co2 / F. Garcia, M.R. Soares, A.Y. Takeuchi, S.F. da Cunha // Journal of Alloys and Compounds. - 1998. - V. 279. - P. 117-122.

82. The magnetic phase transitions in (Tb, Ho)Co2 and (Tb, Y)Co2 compounds / N.H. Duc, T.D. Hien, P.P. Mai, N.H.K. Ngan, N.H. Sinh, P.E. Brommer, J.J.M. Franse // Physica B. - 1989. - V. 160. - P. 199-203.

83. Yoshimura, K. Satellite structure in 59Co NMR spectrum of magnetically ordered Dy1-xYxCo2 intermetallic compound / K. Yoshimura, S. Hirosawa, Y. Nakamura // Journal of the Physical Society of Japan. - 1984. - V. 53, № 6. - P. 2120-2129.

84. Magnetic properties, electrical resistivity and thermal expansion of (Ho,Y)Co2 / W. Steiner, H. Ortbauer, E. Gratz, H.W. Camen // Journal of Physics F: Metal Physics. - 1978. - V. 8, №. 7. - P. 1525-1537.

85. Decoupling of the magnetic ordering of the rare-earth and the Co sublattice in Er1-xYxCo2 compounds driven by substitution or pressure / R. Hauser, E. Bauer, E. Gratz, H. Müller, M. Rotter, H. Michor, G. Hilscher, A. S. Markosyan, K. Kamishima, T. Goto // Physical Review B. - 2000. - V. 61. - P. 1198-1210.

86. Magnetism in rare earth Co2 compounds under high pressures / O. Syshchenko, V. Sechovsky, M. Divis, T. Fujita, R. Hauser, H. Fujii // Journal of Applied Physics. -2001. - V. 89. - P. 7323-7325.

87. Voiron, J. Variation avec la pression des points de transition magnétiques des composes TCo2 entre le cobalt et les terres rares / J. Voiron, D. Bloch // Journal de Physique. - 1971. - V. 32, № 11. - P. 949-952.

88. 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. - 1999. - V. 265. - P. 258-262.

89. The DN-6 neutron diffractometer for high-pressure research at half a megabar scale / D. Kozlenko, S. Kichanov, E. Lukin, B. Savenko // Crystals. - 2018. V. 8, № 8. -P. 331 (1-9).

90. The extreme conditions beamline P02.2 and the extreme conditions science infrastructure at PETRA III / H.-P. Liermann, Z. Konopkova, W. Morgenroth, K. Glazyrin, J. Bednarcik, E. E. McBride, S. Petitgirard, J. T. Delitz, M. Wendt, Y. Bican, A. Ehnes, I. Schwark, A. Rothkirch, M. Tischer, J. Heuer, H. Schulte-Schrepping, T. Kracht, H. Franz // Journal of Synchrotron Radiation. - 2015. - V. 22. - P. 908-924.

91. Аксенов, В.Л. Нейтронная физика на пороге XXI века / В.Л. Аксёнов // Физика элементарных частиц и атомного ядра. - Т. 31, Вып. 6. - С. 1303-1342.

92. Гуревич, И.И. Физика нейтронов низких энергий / И.И. Гуревич, Л.В. Тарасов.

- М.: Наука, 1965. - 608 с.

93. Балагуров, А.М. Дифракция нейтронов для решения структурных и материаловедческих задач / А.М. Балагуров. - М.: Издательство МГУ, 2017. -305 с.

94. Озеров, Р.П. Структурная нейтронография / Р. П. Озеров // Успехи Физических Наук. - 1951. - Т. 45, Вып. 4. - С. 481-552.

95. Киттель, Ч. Введение в физику твёрдого тела / Ч. Киттель. - М.: Наука, 1978.

- 791 с.

96. Нозик, Ю.З. Структурная нейтронография / Ю.З. Нозик, Р.П. Озеров, К. Хеннинг. - М.: Атомиздат, 1979. - 344 с.

97. Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Усманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев. -М.: Металлургия, 1982. - 632 с.

98. Жданов, Г.С. Нейтронография магнитных материалов / Г.С. Жданов, Р.П. Озеров // Успехи Физических Наук. - 1962. - Т. 76, Вып. 2. - С. 239-282.

99. Изюмов, Ю.А. Магнитная нейтронография / Ю.А. Изюмов, Р.П. Озеров - М.: Наука, 1966. - 532 с.

100. Бекон, Д.Ж. Дифракция нейтронов / Д.Ж. Бекон. - M.: Иностранная литература, 1957. - 247 с.

101. Rietveld, H.M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures / H.M. Rietveld // Journal of Applied Crystallography. - 1969. - V. 2. - P. 65.

102. Вайнштейн, Б.К. Современная кристаллография. Т. 1. / Б.К. Вайнштейн. - M.: Наука, 1979. - 384 с.

103. Rodriguez-Carvajal, J. Recent advances in magnetic structure determination by neutron powder diffraction / J. Rodriguez-Carvajal // Physica B. - 1993. - V. 192. -P. 55.

104. 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. - V. 16, № 3. - P. 13-15.

105. Toby, B.H. R-factors in Rietveld analysis: How good is good enough? / B.H. Toby // Powder Diffraction. - 2006. - V. 21. - P. 67-70.

106. Аксенов, В.Л. Дифракция нейтронов на импульсных источниках / В.Л. Аксёнов, А. М. Балагуров // Успехи Физических Наук. - 2016. - Т. 186, № 3. -C. 293-320.

107. Shvetsov, V. Neutron sources at the Frank Laboratory of Neutron Physics of the Joint Institute for Nuclear Research / V. Shvetsov // Quantum Beam Science. - 2017. - V. 1, № 6. - P. 1-9.

108. Superpositional many-detector systems and neutron diffraction of microsamples / V.P. Glazkov, I.V. Naumov, V.A. Somenkov, S.Sh. Shilshtein // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. - 1988. - V. 264. - P. 367-374.

109. Многосекционный кольцевой детектор тепловых нейтронов для исследования дифракции на микрообразцах в аксиальной геометрии / А.В. Белушкин, А.А. Богдзель, А.П. Буздавин, Ст.И. Велешки, А.И. Журавлев, В.В. Журавлев, С.Е. Кичанов, Д.П. Козленко, С.А. Куликов, Ф.В. Левчановский, Е.В. Лукин, В.М. Милков, С.М. Мурашкевич, Ц.Н. Пантелеев, В.И. Прходько, Б.Н. Савенко, Л.Т. Цанков // Письма в журнал «Физика Элементарных Частиц и Атомного Ядра». - 2013. - Т. 10, № 5. - С. 713-721.

110. Глазков, В.П. Камеры высокого давления для нейтронных и рентгеновских исследований / В.П. Глазков, И.Н. Гончаренко // Физика и техника высоких давлений. - 1991. - Т. 1. - C. 56.

111. Calibration of the pressure dependence of the R1 ruby fluorescence line to 195 kbar / G.J. Piermarini, J.S. Block, J.P. Barnett, R.A. Forman // Journal of Applied Physics.

- 1974. - V. 46. - P. 2774-2780.

112. PETRA III: a new high brilliance synchrotron radiation source at DESY / K. Balewski, W. Brefeld, W. Decking, Y. Li, G.K. Sahoo, R. Wanzenberg // Proceedings of European Particle Accelerator Conference, Lucerne, Switzerland. -2004. - P. 2299-2301.

113. Two-dimensional detector software: From real detector to idealised image or two-theta scan / P. Hammersley, S.O. Svensson, M. Hanfland, A.N. Fitch, D. Hausermann // International Journal of High Pressure Research. - 1996. - V. 14. -P. 235-248.

114. BX90: A new diamond anvil cell design for X-ray diffraction and optical measurements / I. Kantor, V. Prakapenka, A. Kantor, P. Dera, A. Kurnosov, S. Sinogeikin, N. Dubrovinskaia, L. Dubrovinsky // Review of Scientific Instruments.

- 2012. - V. 83. - P. 125102(1-6).

115. Dubrovinskaia, N. Whole-cell heater for the diamond anvil cell / N. Dubrovinskaia, L. Dubrovinsky // Review of Scientific Instruments. - 2003. - V. 74. - P. 34333437.

116. Pressure-induced intermediate-to-low spin state transition in LaCoÜ3 / T. Vogt, J.A. Hriljac, N.C. Hyatt, P. Woodward // Physical Review B. - 2003. - V. 67. - P.

140401(1-4).

117. Birch, F.J. Equation of state and thermodynamic parameters of NaCl to 300 kbar in the high-temperature domain / F.J. Birch // Journal of Geophysical Research. - 1986. V. 91. - P. 4949-4954.

118. Pressure-induced insulating state in (La,Sr)CoÜ3 / R. Lengsdorf, M. Ait-Tahar, S.S. Saxena, M. Ellerby, D.I. Khomskii, H. Micklotz, T. Lorenz, M.M. Abd-Elmeguid // Physical Review B. - 2004. - V. 69. - P. 140403(1-4).

119. Distorted perovskite with e1g configuration as a frustrated spin system / T. Kimura, S. Ishihara, H. Shintani, T. Arima, K.T. Takahashi, K. Ishizaka, Y. Tokura // Physical Review B. - 2003. - V. 68. - P. 060403(1-4).

120. Zlokazov, V.B. MRIA-a program for a full profile analysis of powder multiphase neutron-diffraction time-of-flight (direct and Fourier) spectra / V.B. Zlokazov, V.V. Chernyshev // Journal of Applied Crystallography. - 1992. - V. 25. - P. 447-451.

121. Fauth, F. Intermediate spin state of Co3+ and Co4+ ions in Lao.5Bao.5CoO3 evidenced by Jahn-Teller distortions / F. Fauth, E. Suard, V. Caignaert // Physical Review B. -2001. - V. 65. - P. 060401(1-4).

122. The influence of high pressure on the crystal and magnetic structures of the Lac.7Sr0.3CoÜ3 cobaltite / N.Ü. Golosova, D.P. Kozlenko, V. I. Voronin, B.N. Savenko // Physics of the Solid State. - 2006. - V. 48. - P. 96-101.

123. Magnetic and electronic Co states in the layered cobaltate GdBaCo2Ü5.5-x / M. Garcia-Fernandez, V. Scagnoli, U. Staub, A.M. Mulders, M. Janousch, Y. Bodenthin, D. Mester, B.D. Patterson, A. Mirone, Y. Tanaka, T. Nakamura, S. Greiner, Y. Huang, K. Conder // Physical Review B. - 2008. - V. 78. - P. 054424(1-13).

124. Hsu, H. Ferromagnetic insulating state in tensile-strained LaCoÜ3 thin films from LDA+U calculations / H. Hsu, P. Blaha, R.M. Wentzcovitch // Physical Review B. - 2012. - V. 85. - P. 140404(1-5).

125. Ferromagnetic order in epitaxially strained LaCoÜ3 thin films / D. Fuchs, C. Pinta, T. Schwarz, P. Schweiss, P. Nagel, S. Schuppler, R. Schneider, M. Merz, G. Roth, H. v. Löhneysen // Physical Review B. - 2007. V. 75. - P. 144402(1-5).

126. X-ray absorption and magnetic circular dichroism of LaCoÜ3, Lao.7Ceo.3CoÜ3 and Lao.7Sr0.3CoÜ3 films: Evidence for cobalt-valence-dependent magnetism / M. Merz, P. Nagel, C. Pinta, A. Samartsev, H. v. Löhneysen, M. Wissinger, S. Uebe, A. Assmann, D. Fuchs, S. Schuppler // Physical Review B. - 2010. - V. 82. - P. 174416(1-9).

127. Low-field large magnetostriction in DyCo2 due to field-induced rearrangement of tetragonal variants / Z. Nie, S. Yang, Y. Wang, Z. Wang, D. Liu, Y. Ren // Applied Physics Letters. - 2013. - V. 103. - P. 111903(1-4).

128. Isotropic and anisotropic magnetoelastic interactions in heavy and light RCo2 Laves phase compounds / E. Gratz, A. Lindbaum, A.S. Markosyan, H. Mueller, A.Y. Sokolov // Journal of Physics: Condensed Matter. - 1994. - V. 6. - P. 6699-6709.

129. . Crystal structure and magnetic behavior of DyCo2 compound at high pressures / E. Burzo, P. Vlaic, D.P. Kozlenko, S.E. Kichanov, A.V. Rutkauskas, B.N. Savenko // Journal of Alloys and Compounds. - 2017. - V. 724. - P. 1184-1191.

130. Turek, I. Local spin-density theory of itinerant magnetism in crystalline and amorphous transition metal alloys / I. Turek, C. Becker, H. Hafner // Journal of Physics: Condensed Matter. - 1992. - V. 4, № 35. - P. 7257-7284.

131. Gratz, E. Measurements of lattice distortion in RECo2 (RE = Ho, Nd) using X-ray powder diffraction / E. Gratz // Solid State Communications. - 1983. - V. 48. - P. 825-826.

132. . Magnetic and neutron diffraction study of La2/3Ba1/3MnO3 perovskite manganite / A. B. Beznosov, V.A. Desnenko, E.L. Fertman, C. Ritter, D.D. Khalyavin // Physical Review B. - 2003. - V. 68. - P. 054109(1-11).

133. J Magnetic properties, electronic structures and pressure effects of HoxY1-xCo2 compounds / E. Burzo, P. Vlaic, D.P. Kozlenko, S.E. Kichanov, N.T. Dang, A.V. Rutkauskas, B.N. Savenko // Journal of Alloys and Compounds. - 2014. - V. 584. - P. 393-401.

134. Маркосян, А.С. Искажения кристаллической структуры и магнитострикция соединений RCo2 (R = Y, Dy, Но, Er) / А.С. Маркосян // Физика Твердого Тела. - 1981. - Т. 23, Вып. 6. - С. 1656-1661.

135. Collapse in ErCo2: Beyond the limits of itinerant electron metamagnetism / D. P. Kozlenko, E. Burzo, P. Vlaic, S. E. Kichanov, A. V. Rutkauskas, B. N. Savenko // Scientific Reports. - 2015. - V. 5. - P. 8620(1-6).