Диссертация (1102800), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Сводные графики и таблицыВ диссертационной работе были получены температурные зависимостимагнитной восприимчивости франциситов с Y и всеми 4f-элементами, кромеCe и Pm. На рисунке 7.1 представлены температурные зависимостимагнитной восприимчивости Cu3RE(SeO3)2O2Cl (RE = Y, Pr-Nd, Sm-Lu),полученные в режиме ZFC в магнитном поле 0,1 Тл.
На всех кривыхприсутствует острый пик при температуре Нееля (31-41 К), связанный сантиферромагнитным упорядочением.Cu3RE(SeO3)2O2Cl1,2Yb (э.м.е./моль)1,0TbGd0,8DyHo0,60,439-Y59-Pr60-Nd62-Sm63-Eu64-Gd65-Tb66-Dy67-Ho68-Er69-Tm70-Yb71-LuSmErNdTm0,2Y, Pr, Eu, Lu0,00255075T (K)Рис. 7.1. Температурные зависимости магнитной восприимчивости франциситовCu3RE(SeO3)2O2Cl (RE = Y, Pr-Nd, Sm-Lu), полученные в режиме ZFC в магнитномполе 0,1 Тл.Зависимость температуры Нееля Cu3RE(SeO3)2O2Cl (RE = Y, Pr-Nd, SmLu), определенной по антиферромагнитному пику восприимчивости, отионного радиуса RE3+ в кубическом окружении представлена на рисунке 7.2.Также на график добавлены литературные данные по Bi-франциситу [29].Наблюдается монотонный ход от La до Tb, после чего происходит119отклонение от данной зависимости, причина которого требует дальнейшихтеоретических исследований.Cu3RE(SeO3)2O2ClDy40HoLu TmErYbYTb GdEu SmNdTN (K)35PrLa30Bi251101151201251303+r RE (пм)Рис.
7.2. Зависимость температуры Нееля Cu3RE(SeO3)2O2Cl, определенной поантиферромагнитному пику восприимчивости, от ионного радиуса RE3+ вкубическом окружении. Данные по Bi-франциситу из работы [29].Температуры Нееля Cu3RE(SeO3)2O2Cl (RE = Y, Pr-Nd, Sm-Lu) такжепредставленывтаблице7.1.Кромеэтого,указанытемпературыдополнительной низкотемпературной аномалии во франциситах с Nd, Sm иYb, а также род соответствующего фазового перехода, исходя из видааномалии на температурной зависимости теплоемкости. Из полевыхзависимостей намагниченности (рис. 7.3) получены значения полейметамагнитного перехода при температуре 2 К, полей и моментовнасыщения, а также информация о наличии ферромагнетизма при 2 К,проявляющегося в петлях гистерезиса.
Для соединений, где насыщениедостигнуто не было, указаны максимальные значения момента и магнитногополя. Прочерками обозначено отсутствие аномалии или характерного120поведения кривой, пустые ячейки указывают, что соответствующееисследование не проводилось.Cu3RE(SeO3)2O2Cl99Gd8TbHo7Dy8ErM (B)67655Tm44332211002468039-Y57-La59-Pr60-Nd62-Sm63-Eu64-Gd65-Tb66-Dy67-Ho68-Er69-Tm70-Yb71-LuB (Tл)Cu3RE(SeO3)2O2ClGd Tb Dy Ho ErTmEuLu33SmLaM (B)Nd2Pr2YbY10102468039-Y57-La59-Pr60-Nd62-Sm63-Eu64-Gd65-Tb66-Dy67-Ho68-Er69-Tm70-Yb71-LuB (Tл)Рис.
7.3. Полевые зависимости намагниченности Cu3RE(SeO3)2O2Cl (RE = Y, Pr-Nd,Sm-Lu)121Таблица 7.1Некоторые характерные параметры соединений Cu3RE(SeO3)2O2Clχ(T)Cu3RE(SeO3)2O2ClrRE, нмRETN,C(T)T2, ККM(B)Тип ФПBc при 2 К,при T2ТлMS, µB Bs, Тл FM при2К39Y115,936,4--2,62,8~9-57La13031,2--2,35>2,6>9-59Pr126,633-2,6>3>7-60Nd124,934,13,9II->2,6>9+62 Sm121,935,78,6II-2,8~9+63Eu120,636--2,63~9-64Gd119,336,2-0,29,3~8-65Tb11836,7-0,7>8,4>9-66Dy116,740,9-0,7>7,8>9+67Ho115,538,8-0,9>9>9-68Er114,438,2-2,2>7,8<9-69 Tm113,438-2,9>6>27-70Yb112,536,78,2I->3,3>9+71Lu111,738--2,93,2~9-83Bi13124-0,8-В таблице 7.2 представлены рассчитанные обменные взаимодействия вCu3Sm(SeO3)2O2Cl и Cu3Y(SeO3)2O2Cl в сравнении с литературными даннымидля Cu3Bi(SeO3)2O2Cl из работы [32]122Таблица 7.2Сравнение рассчитанных обменных взаимодействий в Cu3Sm(SeO3)2O2Cl сCu3Y(SeO3)2O2Cl и Cu3Bi(SeO3)2O2Cl[32]. Значения обменных взаимодействийприведены в К.ВзаимодейПутиствиеобменаCu3Sm(SeO3)2O2Cl Cu3Y(SeO3)2O2Cl Cu3Bi(SeO3)2O2Cl[32](Рис.
6.16)ВнутриJ117113676слояJ21458566J3-37−42-55J4-2-2J523МеждуJ6-5−80,4слоямиJ7-10,9-2JC11,51231.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫLiu J., Gong Y., Xu G., Peng G., Shah I.A., ul Hassan N., Xu F. Realizationof magnetostructural coupling by modifying structural transitions in MnNiSiCoNiGe system with a wide Curie-temperature window // Sci.
Rep. - 2016. V. 6. - P. 23386.Chen L., Bokov A.A., Zhu W., Wu H., Zhuang J., Zhang N., Tailor H.N.,Ren W., Ye Z.-G. Magnetoelectric relaxor and reentrant behaviours inmultiferroic Pb(Fe2/3W1/3)O3 crystal // Sci. Rep. - 2016. - V. 6. - P. 22327.Wang P., Wang Y., Wang L., Zhang X., Yu X., Zhu J., Wang S., Qin J.,Leinenweber K., Chen H., He D., Zhao Y. Elastic, magnetic and electronicproperties of iridium phosphide Ir2P // Sci. Rep.
- 2016. - V. 6. - P. 21787.Cairns A.B., Cliffe M.J., Paddison J.A.M., Daisenberger D., Tucker M.G.,Coudert F.-X., Goodwin A.L. Encoding complexity within supramolecularanalogues of frustrated magnets // Nat. Chem. - 2016. - V. 8, № 5. - P. 442–447.Chalker J.T., Holdsworth P.C.W., Shender E.F. Hidden order in a frustratedsystem: Properties of the Heisenberg Kagomé antiferromagnet // Phys. Rev.Lett.
- 1992. - V. 68, № 6. - P. 855–858.Harris A.B., Kallin C., Berlinsky A.J. Possible Néel orderings of the Kagoméantiferromagnet // Phys. Rev. B. - 1992. - V. 45, № 6. - P. 2899–2919.Гехт Р.С., Бондаренко И.Н. Магнитное упорядочение и фазовыепереходы в планарных антиферромагнитных системах с решеткойкагоме // ЖЭТФ. - 1998. - V. 113, № 6.
- P. 2209–2220.Helton J.S., Matan K., Shores M.P., Nytko E.A., Bartlett B.M., Yoshida Y.,Takano Y., Suslov A., Qiu Y., Chung J.-H., Nocera D.G., Lee Y.S. SpinDynamics of the Spin-1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2// Phys. Rev. Lett. - 2007. - V. 98, № 10. - P. 107204.de Vries M.A., Kamenev K. V., Kockelmann W.A., Sanchez-Benitez J.,Harrison A. Magnetic Ground State of an Experimental S=1/2 KagomeAntiferromagnet // Phys.
Rev. Lett. - 2008. - V. 100, № 15. - P. 157205.Helton J.S., Matan K., Shores M.P., Nytko E.A., Bartlett B.M., Qiu Y.,Nocera D.G., Lee Y.S. Dynamic Scaling in the Susceptibility of the Spin-1/2Kagome Lattice Antiferromagnet Herbertsmithite // Phys. Rev. Lett. - 2010. V. 104, № 14. - P. 147201.Han T.H., Helton J.S., Chu S., Prodi A., Singh D.K., Mazzoli C., Müller P.,Nocera D.G., Lee Y.S. Synthesis and characterization of single crystals of thespin- 1/2 kagome-lattice antiferromagnets ZnxCu4−x(OH)6Cl2 // Phys.
Rev. B.- 2011. - V. 83, № 10. - P. 100402.Mendels P., Bert F. Quantum kagome antiferromagnet: ZnCu3(OH)6Cl2 // J.Phys. Conf. Ser. - 2011. - V. 320. - P. 12004.Fåk B., Kermarrec E., Messio L., Bernu B., Lhuillier C., Bert F., Mendels P.,Koteswararao B., Bouquet F., Ollivier J., Hillier A.D., Amato A., ColmanR.H., Wills A.S. Kapellasite: A kagome quantum spin liquid with competinginteractions // Phys. Rev. Lett. - 2012. - V. 109, № 3. - P. 037208.12414.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.Bernu B., Lhuillier C., Kermarrec E., Bert F., Mendels P., Colman R.H.,Wills A.S. Exchange energies of kapellasite from high-temperature seriesanalysis of the kagome lattice J1-J2-Jd-Heisenberg model // Phys.
Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. - 2013. - V. 87, № 15. - P. 155107.Colman R.H., Sinclair A., Wills A.S. Comparisons between Haydeeite,α-Cu 3Mg(OD)6Cl2 , and Kapellasite, α-Cu3Zn(OD)6Cl2, Isostructural S = 1/2Kagome Magnets // Chem. Mater. - 2010. - V. 22, № 20. - P. 5774–5779.Boldrin D., Fåk B., Enderle M., Bieri S., Ollivier J., Rols S., Manuel P.,Wills A.S.
Haydeeite: A spin-1/2 kagome ferromagnet // Phys. Rev. B. 2015. - V. 91, № 22. - P. 220408.Messio L., Lhuillier C., Misguich G. Lattice symmetries and regularmagnetic orders in classical frustrated antiferromagnets // Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. - 2011. - V. 83, № 18. - P. 184401.Bieri S., Messio L., Bernu B., Lhuillier C. Gapless chiral spin liquid in akagome Heisenberg model // Phys. Rev. B. - 2015.
- V. 92, № 6. - P. 60407.Fåk B., Kermarrec E., Messio L., Bernu B., Lhuillier C., Bert F., Mendels P.,Koteswararao B., Bouquet F., Ollivier J., Hillier A.D., Amato A., ColmanR.H., Wills A.S. Kapellasite: A Kagome Quantum Spin Liquid withCompeting Interactions // Phys. Rev. Lett. - 2012. - V.
109, № 3. - P. 37208.Shores M.P., Nytko E. a, Bartlett B.M., Nocera D.G. A Structurally Perfect S= 1/2 Metal-Organic Hybrid Kagome Antiferromagnet // J. A. Chem. Soc. 2005. - V. 127, № 39. - P. 13463.Liu Z., Mei J.W., Liu F. First-principles study of the organometallic S=1/2kagome compound Cu(1,3-bdc) // Phys. Rev. B - Condens. Matter Mater.Phys. - 2015. - V.
92, № 16. - P. 165101.Marcipar L., Ofer O., Keren A., Nytko E.A., Nocera D.G., Lee Y.S., HeltonJ.S., Bains C. Muon-spin spectroscopy of the organometallic spin-1/2kagome-lattice compound Cu(1,3-benzenedicarboxylate) // Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. - 2009. - V.
80, № 13. - P. 132402.Pring a., Gatehouse B.M., Birch W.D. Francisite, Cu3Bi(SeO3)2O2Cl, a newmineral from Iron Monarch, South Australia: description and crystal structure// Am. Mineral. - 1990. - V. 75, № 11–12. - P. 1421–1425.Berrigan R., Gatehouse B.M. Cu3Er(SeO3)2O2Cl, the Erbium Analogue ofFrancisite // Acta Crystallographica Section C Crystal StructureCommunications. - 1996. - V. 52, № 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
