Магнитное состояние ванадия в халькогениде V7Se8

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Выполнено исследование структурных и магнитных свойств халькогенида V7Se8 с помощью рентгеновской дифрактометрии, измерений намагниченности и спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах 51V. Обнаружено упорядочение вакансий в катионных слоях ванадия с образованием суперструктуры 4С-типа. Оценено значение эффективного магнитного момента ионов ванадия, равное μэфф = 0.35 mВ. Выявлены существенные локальные зарядовые и магнитные неоднородности соединения V7Se8. Из температурных зависимостей магнитного сдвига линии ЯМР 51V и восприимчивости χ(T) в V7Se8 оценена константа сверхтонкого взаимодействия в ионах ванадия. Совместный анализ данных по сдвигам линии ЯМР и скорости спин-решеточной релаксации 51V показал, что 3d-электроны ванадия находятся в коллективизированном состоянии. В то же время с понижением температуры в системе V7Se8 развиваются антиферромагнитные корреляции между магнитными моментами ванадия в соседних слоях.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. А. Уткин

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

М. Е. Кашникова

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

Ю. В. Пискунов

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

А. Г. Смольников

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН

Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

В. В. Оглобличев

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН

Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

А. Ф. Садыков

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН

Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

А. П. Геращенко

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН

Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

Н. В. Селезнева

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

Н. В. Баранов

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: piskunov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

Список литературы

  1. Wang H., Salveson I. A review on the mineral chemistry of the non-stoichiometric iron sulphide, Fe1−xS (0 ≤ x ≤ 0.125): polymorphs, phase relations and transitions, electronic and magnetic structures // Phase Transition. 2005. V. 78. P. 547–567.
  2. Powell A.V., Vaqueiro P., Knight K.S., Chapon L.C., Sanchez R.D. Structure and magnetism in synthetic pyrrhotite Fe7S8; a powder neutron diffraction study // Phys. Rev. B. 2004. V. 70. P. 014415.
  3. Kawaminami M., Okazaki A. Neutron diffraction study of Fe7Se8 // J. Phys. Soc. Japan. 1967. V. 22. Р. 925.
  4. Andresen A.F., Leciejewicz J. A neutron diffraction study of Fe7Se8 // J. Phys. 1964. V. 25. Р. 574–578.
  5. Kawaminami М., Okazaki А. Neutron diffraction study of Fe7Se8 II // J. Phys. Soc. Japan. 1970. V. 29. P. 649–655.
  6. Terzieff P. The paramagnetism of transition metal substituted Fe7Se8 // J. Phys. Chem. Solids. 1982. V. 43. P. 305–309.
  7. Piskunov Yu.V., Ogloblichev V.V., Sadykov A.F., Akramov D.F., Smol’nikov A.G., Gerashchenko A.P., Selezneva N.V., Baranov N.V. Magnetic State of Layered Cobalt Chalcogenides Co7Se8 and Co7Te8 // JETP Letters. 2023. V. 117. P. 54–60.
  8. Piskunov Yu.V., Ogloblichev V.V., Sadykov A.F., Akramov D.F., Smol’nikov A.G., Gerashchenko A.P., Selezneva N.V., Baranov N.V. Magnetic State of Cobalt in Layered Chalcogenide Fe4Co3Se8 // Phys. Met. Metal. 2024. V. 125. P. 12–19.
  9. Хоссени У.А.Л. Влияние замещения железа ванадием на структуру и свойства системы Fe7-yVySe8 /Магистерская диссертация. Екатеринбург, 2017. 76 с.
  10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ #2018663091. Simul 2018. А.П. Геращенко, С.В. Верховский, А.Ф. Садыков, А.Г. Смольников, Ю.В. Пискунов, К.Н. Михалев / Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 22.10.2018 г.
  11. Винтер Ж. Магнитный резонанс в металлах: Пер. с англ. Под ред. А.П. Степанова. М.: Мир, 1976. 288 с.
  12. Freeman A.J., Frankel R.R. Hyperfine Interactions. New York and London: Academic Press, 1967. 756 p.
  13. Мория Т. Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами: Пер. с англ. Под ред. А.В. Ведяева. М.: Мир, 1988. 288 с.
  14. Carter G.C., Bennett L.H., Kahan D.J. Metallic shifts in NMR-review of theory and comprehensive critical data compilation of metallic materials. 1. Review chapters NMR tables, evaluated knight-shifts in metals together with other solid-state and nuclear properties // Progress Mater. Sci. 1977. V. 20. P. 1–378.
  15. Koh A.K., Miller D.J. Hyperfine coupling constants and atomic parameters for electron paramagnetic resonance data // Atomic data and nuclear data tables. 1985. V. 33. P. 235–253.
  16. Korringa J. Nuclear magnetic relaxation and resonnance line shift in metals // Physica. 1950. V. 16. P. 601–610.
  17. Obata Y. Nuclear Magnetic Relaxation in Transition Metals // J. Phys. Soc. Japan. 1963. V. 18. P. 1020–1024.
  18. Moriya T. Nuclear Magnetic Relaxation in Antiferromagnetics // Progress Theoret. Phys. 1956. V. 16. P. 23–44.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Элементарная ячейка 4С-сверхструктуры соединения V7Se8. Пунктирными линиями показана базисная элементарная ячейка.

Скачать (163KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограмма соединения V7Se8 (пр. группа F2/m). Символы – наблюдаемые интенсивности, сплошная линия – расчет, внизу – разностная кривая между наблюдаемыми и рассчитанными интенсивностями. Штрихами показано положение рефлексов в структуре, описываемой пространственной группой F2/m.

Скачать (42KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Температурная зависимость магнитной восприимчивости c(T) в V7Se8, измеренная во внешнем магнитном поле H = 10 кЭ. На вставке представлена зависимость χ(T) в диапазоне температур Т = 75 – 350 K. Сплошная линия – результат аппроксимации экспериментальных данных выражением χ(T) = C/(T – q) + χ0.

Скачать (35KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость величины 1/(c–c0) от температуры. Сплошная линия – аппроксимация данных прямой линией. На вставке зависимость магнитной восприимчивости от обратной температуры 1/T.

Скачать (28KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Полевая зависимость намагниченности соединения V7Se8 при температуре 2 K. На вставке представлен график Белова–Аррота. Сплошная линия аппроксимирует высокополевую линейную часть зависимости.

Скачать (53KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Спектр ЯМР ядер 51V в поликристаллическом образце V7Se8 в магнитном поле Н0 = 92.8 кЭ при температуре T = 293 K и результат моделирования экспериментального спектра набором из трех резонансных линий 1–3.

Скачать (28KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Температурная зависимость магнитного сдвига ядер 51V Kiso в V7Se8; во вставке показана зависимость Kiso(c) с температурой в качестве параметра, аппроксимированная прямой линией.

Скачать (15KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Температурная зависимость скорости ядерной спин-решеточной релаксации T1–1. Штриховая линия – аппроксимация данных при T ≥ 90 K прямой линией.

Скачать (11KB)
Метаданные