Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 6 (Июнь 2020), c. 724-734    ( к оглавлению , назад )

Влияние температуры и давления на спиновое состояние ионов кобальта в соединениях La1–xPrxCoO3

А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, Г.Е. Гречнев, В.А. Пащенко

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Науки, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: panfilov@ilt.kharkov.ua

Л.О. Василечко, В.М. Греб

Национальный университет «Львовская политехника», г. Львов, 79013, Украина

A.V. Kovalevsky

Department of Materials and Ceramic Engineering, CICECO-Aveiro Institute of Materials University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal

Статья поступила в редакцию 29 октября 2019 г., опубликована онлайн 24 апреля 2020 г.

Анотація

Для перовськітоподібних сполук La1–хPrхCoO3 (x = 0, 0,1, 0,2 та 0,3) проведено дослідження кристалічної структури, температурної залежності магнітної сприйнятливості χ(T) в інтервалі температур 5–400 К, а також впливу на χ гідростатичного тиску при фіксованих температурах T = 78, 150 та 300 К. Отримані експериментальні дані проаналізовано в рамках дворівневої моделі з енергетичною щілиною Δ між основним та збудженим станами системи, які відповідають значенням спину S = 0 та 1 для іонів Co3+. У цій моделі магнетизм іонів Co3+, який зумовлює, зокрема, особливості залежності χ(T), визначається зміною заселення збудженого стану, яка індукована температурою. Спостережена аномально висока величина ефекту тиску пов’язана з сильною чутливістю Δ до змін об’єму гратки під дією як гідростатичного, так і хімічного тиску при заміщенні в розглянутій системі La на Pr з меншим, ніж у La, розміром іона. Супутні експерименту теоретичні розрахунки електронної структури для граничних сполук LaCoO3 та PrCoO3 підтверджують суттєве зростання енергії збудження Δ зі зменшенням об’єму гратки та свідчать на користь сценарію спінового кросоверу між станами іонів кобальту з низьким та проміжним значенням спіну.

Ключові слова: кобальтити RCoO3, спіновий кросовер, магнітні виміри, ефекти високого тиску, розрахунки електронної структури.