Кристаллическая и магнитная структура твердых растворов феррита висмута, замещенных ионами Sm и Ti в области морфотропной фазовой границы ромбоэдр – орторомб

Кристаллическая и магнитная структура твердых растворов феррита висмута, замещенных ионами Sm и Ti в области морфотропной фазовой границы ромбоэдр – орторомб

Раздел находится в стадии актуализации

Твердые растворы на основе феррита висмута BiFeO3 – перспективный функциональный материал, который может применяться в качестве сенсоров магнитного поля, актуаторов, элементов спинтроники, а также в устройствах, основанных на магнитоэлектрическом взаимодействии. Химическое замещение исходного соединения позволяет контролируемо управлять электрическими и магнитными свойствами получаемых материалов. В работе рассмотрены твердые растворы BiFeO3, замещенные ионами самария (Sm) и титана (Ti), с общей химической формулой Bi0,88Sm0,12Fe1–xTixO3. Растворы получены методом твердофазных реакций. Анализ кристаллической и магнитной структуры, проведенный на основании рентгеноструктурных и нейтронографических данных, свидетельствует о сосуществовании ромбоэдрической и орторомбической фаз в твердых растворах с химическими составами в концентрационной области 0 ≤ x ≤ 0,1. При комнатной температуре остаточная намагниченность составов увеличивается при росте концентрации ионов Ti. Установлено, что при концентрации x = 0,08 остаточная намагниченность достигает максимального значения ~ 0,26 э. м. е./г (260 Aм2/кг), дальнейший рост концентрации ионов Ti приводит к незначительному уменьшению намагниченности. Понижение температуры уменьшает намагниченность, обусловленную взаимодействием Дзялошинского – Мории, что вызвано изменениями длины и углов связей Fe – O – Fe и искажениями кислородных октаэдров FeO6. Полученные результаты обосновывают возможность химического замещения BiFeO3 ионами Sm и Ti для формирования метастабильного структурного состояния, характеризующегося высокой чувствительностью к внешним воздействиям, что перспективно для практических применений.
Силибин Максим Викторович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1

124498, г. Москва, г. Зеленоград, площадь Шокина, дом 1, МИЭТ, ауд. 7231

+7 (499) 734-62-05
magazine@miee.ru