Неорганические материалы, 2019, T. 55, № 10, стр. 1065-1072
Исследование особенностей структуры и магнитных свойств замещенного гексагонального феррита BaFe12 – xScxO19
В. В. Коровушкин 1, М. Н. Шипко 2, В. Г. Костишин 1, И. М. Исаев 1, А. Ю. Миронович 1, С. В. Труханов 3, *, А. В. Труханов 1, 3
1 Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”
119991 Москва, Ленинский пр., 4, Россия
2 Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина
153003 Иваново, ул. Рабфаковская, 34, Россия
3 ГО “НПЦ НАН Беларуси по материаловедению”
220072 Минск, ул. П. Бровки, 19, Беларусь
* E-mail: truhanov86@mail.ru
Поступила в редакцию 20.02.2018
После доработки 07.04.2019
Принята к публикации 15.05.2019
Аннотация
Изучено влияние замещения ионов Fe3+ ионами Sc3+ на магнитные свойства и кристаллическую структуру гексаферрита BaFe12– xScxO19. На основе данных мессбауэровской спектроскопии установлено распределение ионов скандия по подрешеткам и определено их влияние на магнитные характеристики. Выявлена зависимость удельной намагниченности и коэрцитивной силы от места локализации и содержания ионов скандия в кристаллической структуре. Установлена неколлинеарная магнитная структура гексаферрита при х > 0.6.
ВВЕДЕНИЕ
Сильно коррелированные сложные оксиды переходных металлов привлекают интерес многих исследователей [1–5] из-за широкого разнообразия магнитных и электрических свойств и возможности ими управлять, варьируя химический состав [6, 7]. Данный класс материалов демонстрирует широкий спектр необычных электронных и магнитных явлений, что обусловлено кооперативными эффектами зарядового и спин-орбитального упорядочения. Именно в этом классе материалов наиболее ярко проявляется мультиферроидность (сосуществование магнитного и сегнетоэлектрического упорядочения) [8, 9]. Интерес к исследованию гексаферритов М-типа и твердых растворов на их основе при замещении различными концентрациями диамагнитных ионов (Al, In, Ga и др.) [10, 11], обусловлен их высокими функциональными свойствами.
До недавнего времени гексаферрит бария широко использовался только в качестве постоянных магнитов и в магнитных носителях записи информации высокой плотности с перпендикулярным намагничиванием. В последнее время также отмечен серьезный рост публикаций по гексаферритам М-типа в области исследования таких материалов, как мультиферроики. Это материалы, сочетающие в себе одновременно наличие спонтанной намагниченности и электрической поляризации. Также гексаферрит бария М-типа имеет большие перспективы как материал для поглощения электромагнитного излучения в микроволновом диапазоне.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Гексаферриты обладают довольно сложной кристаллической структурой, которая представляется в виде некоторой последовательности шпинельных и гексагональных блоков, чередующихся вдоль оси с и содержащих довольно большое число катионов железа (рис. 1). Модель магнитной структуры бариевых гексаферритов М-типа, предложенная Гортером, предполагает, что для одной формульной единицы магнитоактивные катионы Fe3+ расположены в 5 неэквивалентных кристаллографических позициях, которые имеют октаэдрическое (Fe1 – 2a, Fe4 – 4fVI и Fe5 – 12k), пентаэдрическое (бипирамидальное) (Fe2 – 2b) и тетраэдрическое (Fe3 – 4fIV) кислородные окружения (рис. 1). Ниже температуры Кюри 740 К 12 катионов Fe3+, образующих 5 магнитных подрешеток, упорядочиваются антипараллельно (1Fe1↑, 2Fe2↓, 1Fe3↑, 2Fe4↓, 6Fe5↑) и при 0 К дают суммарный магнитный момент, равный 20 µB на одну формульную единицу.
Рис. 1.
Модель элементарной ячейки гексагонального феррита М-типа (в центре) и возможные анионные координации вокруг иона железа.

Значительное изменение свойств замещенных ферритов вызвано не только различием в ионных радиусах структурообразующих и примесных элементов, но и обрывом косвенных обменных связей между ионами Fe3+ [12]. Однако из-за сложного влияния электронной конфигурации замещающих ионов на магнитную структуру материала во многих случаях существует неоднозначность в объяснении различий магнитных параметров в модифицированных ферритах [13, 14]. Предполагается, что в гексагональной структуре феррита BaFe12 –xScxO19 ионы Sc3+ занимают либо октаэдрические, либо пятикратно координированные узлы гексагонального блока. Такая локализация ионов Sc3+ способна оказать влияние на интенсивность обменных взаимодействий и, как следствие, на характер спинового упорядочения в структуре феррита. Появление неколлинеарной спиновой структуры в феррите BaFe12 –xScxO19 обнаружено нейтронографически лишь при x > 1.6 [15]. Вместе с тем заметные изменения констант кристаллографической анизотропии и температуры Кюри наблюдаются в образцах уже при x ≥ 0.6, для которых не обнаружено нарушения коллинеарности в расположении спиновых моментов ионов Fe3+.
Целью настоящей работы было исследование магнитных свойств и катионного распределения в гексаферритах BaFe12 –xScxO19 при 0.1 х < x <1.2, что весьма актуально для создания материалов СВЧ-техники.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Объектами для исследования служили образцы поликристаллических гексаферритов BaFe12 – xScxO19, с x = 0.1, 0.3, 0.6, 0.9, 1.0, 1.2. Образцы были изготовлены по известной керамической технологии из оксидов Fe2O3, Sc2O3 и карбоната BaCO3 квалификации “ос. ч.”, взятых в соответствующих пропорциях:
Исходную смесь обжигали на воздухе при 1200°C (6 ч), а затем спекали при 1300°C (6 ч). После спекания образец медленно охлаждался в печи (~100°C/ч).
Для изучения особенностей кристаллической структуры и состава использовали результаты мессбауэровских исследований, полученных на спектрометре Ms1104-Em с обработкой спектров по программе Univem Ms. Магнитные параметры: удельную намагниченность σs, коэрцитивную силу Нс, остаточную намагниченность σr, форму петли гистерезиса – измеряли на вибрационном магнитометре VSM 250 в магнитном поле напряженностью 20 кЭ при 300 К.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Рассчитанные из полевых и температурных зависимостей удельной намагниченности магнитные параметры (удельная намагниченность, остаточная намагниченность, коэрцитивная сила и температура Кюри) приведены в табл. 1, а на рис. 2 представлены концентрационные зависимости удельной намагниченности и коэрцитивной силы от состава исследованных гексаферритов BaFe12 ‒ xScxO19. Из приведенных графиков видно, что с ростом x наблюдается немонотонное уменьшение удельной намагниченности и коэрцитивной силы. Такое уменьшение не может быть связано только с замещением (даже упорядоченным) ионов Fe3+ ионами Sc3+. Иными словами, можно отметить фрустрацию магнитной структуры в замещенных ионами скандия гексаферритах бария. Для выяснения механизма наблюдаемых изменений магнитных параметров необходимо привлечение данных o катионном распределении, особенностях электронной конфигурации магнитоактивных ионов и дефектах кристаллической структуры. Эти данные были получены в результате компьютерной обработки мессбауэровских спектров.
Таблица 1.
Результаты измерений магнитных параметров для BaFe12 –xScxO19
Состав | σs, Ам2/кг | σr, Ам2/кг | Hc, кА/м | ТС, К |
---|---|---|---|---|
BaFe11.9Sc0.1O19 | 56.93 | 15.58 | 71.6 | 710 |
BaFe11.7Sc0.3O19 | 62.8 | 14.5 | 54.5 | 688 |
BaFe11.4Sc0.6O19 | 56.99 | 6.2 | 15.9 | 653 |
BaFe11.1Sc0.9O19 | 54.2 | 1.89 | 6.1 | 614 |
BaFe10.8 Sc1.2O19 | 55.44 | 3.07 | 2.4 | 587 |
Рис. 2.
Зависимости удельной намагниченности (а) и коэрцитивной силы (б) образцов гексаферрита BaFe12 –xScxO19 от состава.

Мессбауэровские спектры образцов (рис. 3) гексаферрита были разложены на 5, 6, 7 и 8 секстетов, обеспечивающих минимальный χ2 при содержания Sc в пределах 0.1 ≤ x ≤ 1.2. Мессбауэровские параметры компонентов спектров приведены в табл. 2.
Рис. 3.
Мессбауэровские спектры: а – BaFe12O19, б – BaFe11.9Sc0.1O19, в – BaFe11.7Sc0.3O19, г – BaFe11.4Sc0.6O19, д – BaFe11.1Sc0.9O19, е – BaFe10.8Sc1.2O19.

Таблица 2.
Результаты мессбауэровских исследований BaFe12 –xScxO19
x | Компонента спектра | Изомерный сдвиг δ, мм/с |
Квадрупольное расщепление Δ, мм/с | Магнитные поля Hэф, кЭ |
Площади компонент S, % | Ширина
линии Г, мм/с |
Угол Θ, град |
---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | C1–12k (Fe3+)VI | 0.37 | 0.41 | 414 | 49.8 | 0.32 | 54.9 |
C2–4f2 (Fe3+)VI | 0.39 | 0.19 | 516 | 17.6 | 0.31 | ||
C3–4f1 (Fe3+)IV | 0.26 | 0.22 | 491 | 18.5 | 0.30 | ||
C4–2a (Fe3+)VI | 0.33 | 0.00 | 507 | 8.8 | 0.33 | ||
C5–2b (Fe3+)V | 0.29 | 2.21 | 400 | 5.3 | 0.32 | ||
0.1 | C1–12k (Fe3+)VI | 0.36 | 0.42 | 412 | 43.2 | 0.42 | 52.8 |
C2–4f2 (Fe3+)VI | 0.39 | 0.02 | 517 | 20.7 | 0.41 | ||
C3–4f1 (Fe3+)IV | 0.28 | 0.19 | 489 | 19.8 | 0.38 | ||
C4–2a (Fe3+)VI | 0.36 | 0.04 | 505 | 9.0 | 0.25 | ||
C5–2b (Fe3+)V | 0.29 | 2.24 | 400 | 4.3 | 0.32 | ||
C6–12k'(Fe3+)VI | 0.34 | 0.52 | 323 | 3.0 | 0.42 | ||
0.3 | C1–12k (Fe3+)VI | 0.35 | 0.41 | 412 | 43.0 | 0.40 | 52.7 |
C2–4f2 (Fe3+)VI | 0.38 | –0.23 | 513 | 13.0 | 0.41 | ||
C3–4f1 (Fe3+)IV | 0.26 | 0.19 | 489 | 19.8 | 0.28 | ||
C4–2a (Fe3+)VI | 0.37 | –0.04 | 510 | 8.8 | 0.33 | ||
C5–2b (Fe3+)V | 0.30 | 2.22 | 339 | 4.7 | 0.43 | ||
C6–12k'(Fe3+)VI | 0.39 | 0.70 | 316 | 2.2 | 0.35 | ||
C7–12k" (Fe3+)VI | 0.35 | –0.27 | 515 | 8.5 | 0.27 | ||
0.6 | C1–12k (Fe3+)VI | 0.35 | 0.41 | 403 | 28.4 | 0.46 | 51.3 |
C2–4f2 (Fe3+)VI | 0.41 | 0.12 | 494 | 13.4 | 0.38 | ||
C3–4f1 (Fe3+)IV | 0.23 | 0.05 | 472 | 21.3 | 0.77 | ||
C4–2a (Fe3+)VI | 0.33 | 0.28 | 473 | 11.9 | 0.41 | ||
C5–2b (Fe3+)V | 0.22 | 1.97 | 403 | 3.1 | 0.56 | ||
C6–12k' (Fe3+)VI | 0.36 | 0.58 | 308 | 13.6 | 0.62 | ||
C7–12k"(Fe3+)VI | 0.41 | 0.52 | 344 | 9.6 | 0.56 | ||
0.9 | C1–12k (Fe3+)VI | 0.34 | 0.41 | 401 | 25.1 | 0.55 | 52.4 |
C2–4f2 (Fe3+)VI | 0.41 | 0.12 | 497 | 10.1 | 0.40 | ||
C3–2a (Fe3+)VI | 0.35 | 0.07 | 479 | 8.4 | 0.41 | ||
C4–4f1 (Fe3+)IV | 0.27 | 0.17 | 464 | 20.4 | 0.65 | ||
C5–2b (Fe3+)V | 0.31 | 2.21 | 371 | 3.2 | 0.41 | ||
C6–12k' (Fe3+)VI | 0.37 | 0.42 | 347 | 17.6 | 0.71 | ||
C7–12k"(Fe3+)VI | 0.36 | 0.46 | 311 | 6.1 | 0.47 | ||
C8–2k'''(Fe3+)VI | 0.33 | 0.28 | 251 | 9.1 | 0.78 | ||
1.2 | С1–12k (Fe3+)VI | 0.33 | 0.39 | 393 | 20.1 | 0.58 | 52.0 |
C2–2a (Fe3+)VI | 0.33 | 0.07 | 431 | 7.5 | 0.43 | ||
C3–4f1 (Fe3+)IV | 0.31 | 0.14 | 455 | 21.3 | 0.53 | ||
C4–4f2 (Fe3+)VI | 0.38 | 0.07 | 476 | 10.2 | 0.44 | ||
C5–2b (Fe3+)V | 0.29 | 1.86 | 366 | 1.6 | 0.31 | ||
С6–2k'''(Fe3+)VI | 0.46 | 0.30 | 214 | 9.8 | 0.77 | ||
С7–12k' (Fe3+)VI | 0.33 | 0.47 | 342 | 11.5 | 0.57 | ||
С8–12k''(Fe3+)VI | 0.41 | 0.42 | 306 | 18.0 | 0.71 |
Видно, что при введении ионов Sc3+ в кристаллическую решетку гексаферрита бария изменение мессбауэровских спектров становится заметным уже при x = 0.1 (рис. 3б). Помимо 5 секстетов от ионов железа основных позиций гексаферрита бария, был выделен дополнительный секстет, который был отнесен к неэквивалентному положению ионов Fe3+ в позиции 12k и обозначен как 12k' (табл. 2). Учитывая, что при этом наблюдается уменьшение интенсивности секстета, соответствующего подрешетке 2b, а также уменьшение величины квадрупольного сдвига и увеличение ширины линий для подрешетки 4f2 (табл. 2), такие изменения мессбауэровских спектров могут быть связаны с преимущественной локализацией ионов Sc3+ в подрешетке 2b. Следует отметить также то обстоятельство, что причиной уменьшения интегральной интенсивности ионов Fe3+ в позиции 2b может быть малая вероятность их резонансного эффекта, поскольку ионы Fe3+ в этой позиции имеют значительную амплитуду тепловых колебаний вдоль оси с. Однако основной вклад в уменьшение площади секстета от ионов Fe в позиции 2b обусловлен изоморфным вхождением Sc в эту позицию.
Как видно из табл. 2, для секстета 12k' наблюдаются более высокие значения квадрупольного сдвига и более низкие значения локального магнитного поля на ядрах по отношению к секстету от подрешетки 12k. Это указывает на искажение октаэдрических позиций 12k' для ионов Fe3+, имеющих в ближайшем окружении ионы Sc3+. Понижено значение величины Hл, по данным мессбауэровской спектроскопии, может быть связано с переносом спиновой плотности от ионов Fe3+ (3d5) на ионы Sc3+ (3d0). В результате включения в цепь обменных подрешеточных взаимодействий ионов Sc3+ и вследствие появления дополнительного звена в цепи Fe3+–O2––Fe3+–O2––Sc3+–O2––Fe3+, а также усиления прямого диполь-дипольного взаимодействия Fe3+–Fe3+ и Fe3+–Sc3+ может происходить уменьшение магнитных моментов ионов железа в ближайшем окружении ионов скандия.
Более существенные изменения параметров мессбауэровских спектров проявляются для образцов с x = 0.3 и х = 0.6 (рис. 3в и рис. 3г, табл. 2). Помимо уменьшения площади секстетов, соответствующих подрешеткам 12k и 2b, в спектрах наблюдаются понижение вклада компоненты, отвечающей 4f2-подрешетке, и появление секстетов 12k' и 12k" от ядер ионов Fe3+, расположенных в позиции 12k и имеющих в ближайшем окружении ионы Sc3+. Следовательно, в структуре гексаферрита при х = 0.3 и х = 0.6 ионы Sc3+ располагаются в позициях 2b и 4f2. При этом следует отметить, что при преимущественной локализации ионов Sc3+ в позиции 2b значение локального магнитного поля для ионов Fe12k (секстет 12k') должно уменьшаться на 69 кЭ при учете разрыва 1/12 обменной связи Fe12k–O–Fe2b. Экспериментально наблюдаемое уменьшение составляет 91 кЭ. С другой стороны, при частичной локализации ионов Sc3+ в позиции 4f2 (при х = 0.3 и х = 0.6) следует ожидать более сильного, чем наблюдается на опыте, уменьшения магнитного поля для секстета 12k" в силу более высокого значения параметра межподрешеточного взаимодействия Fe12k–O–${\text{F}}{{{\text{e}}}_{{{\text{4}}{{f}_{{\text{2}}}}}}},$ чем Fe12k–O–Fe2b.
Кроме того, для феррита BaFe11.4Sc0.6O19 наблюдается отклонение интенсивностей первой и второй компонент мессбауэровского спектра от отношения 3 : 2, характерного для коллинеарной спиновой структуры феррита. Это соотношение еще в большей степени нарушается для ферритов с х = 0.9 и х = 1.2 (рис. 3д, 3е). При этом в спектрах этих ферритов появляется секстет 12k''', обусловленный ядрами ионов ${\text{Fe}}_{{{\text{12}}k}}^{{{\text{3}} + }},$ имеющих в ближайшем окружении ионы Sc как в 2b-, так и в 4f2-подрешетках. Это возможно, поскольку кислородные вершины тригональной бипирамиды 2b и октаэдра 4f2 являются общими с вершинами октаэдров 12k [8].
Известно, что из соотношения интенсивностей первых и вторых (пятых и шестых) линий секстетов можно определить угол, характеризующий ориентацию магнитных моментов относительно волнового вектора γ-излучения. Несмотря на то что исследования выполнены на порошковых образцах поликристаллов, можно заключить, что в ферритах с х = 0.6; 0.9 и 1.2 наблюдаемое отклонение соотношения интенсивностей от 3 : 2 связано с отклонением от коллинеарности магнитных моментов ионов Fe3+, локализованных преимущественно в шпинельном блоке. Кроме этого, величина угла между магнитными моментами ионов Fe3+ и гексагональной осью зависит от х. Этот результат находится в соответствии с данными [6], согласно которым введение ионов Sc3+ оказывает влияние на интенсивность обменных взаимодействий за счет нарушения связей Fe12k–O–${\text{F}}{{{\text{e}}}_{{{\text{4}}{{f}_{{\text{2}}}}}}},$ Fe12k–O–Fe2b, что и является причиной неколлинеарности.
Учитывая тот факт, что при х = 0.1 степень замещения ионов железа невелика, а удельная намагниченность и коэрцитивная сила феррита BaFe11.9Sc0.1O19 по отношению к ферриту BaFe12O19 изменяются существенно, наблюдаемое уменьшение нельзя объяснить только избирательной локализацией ионов Sc3+ в 2b-позиции. Действительно, при такой локализации немагнитных ионов Sc3+ удельная намагниченность должна уменьшаться на 2.5–3%. В то же время экспериментально обнаруженное уменьшение σs, составляет 11–12%. Такое несоответствие экспериментальных данных магнитных параметров с данными мессбауэровской спектроскопии относительно локализации ионов Sc3+ указывает на существенное изменение симметрии внутрикристаллического поля полиэдров, ответственных за кристаллографическую анизотропию в исследованных ферритах, а также на влияние катионных вакансий на магнитные свойства феррита. В гексагональных ферритах катионные вакансии могут находиться в различных зарядовых состояниях. Энергия состояния зависит от спинового момента электрона, захваченного или отданного при образовании комплекса дефектов, а также от характера их распределения. В результате при упорядочении вакансий происходит уменьшение локальных деформаций кристаллической решетки, возникающих вследствие различия ионных радиусов Sc3+ (0.089 нм) и Fe3+ (0.067 нм), и, как следствие, изменение симметрии внутрикристаллического поля пятикратных и октаэдрических координаций, расположенных на границе шпинельного и гексагонального блоков. Это сопровождается изменением коэрцитивной силы и намагниченности насыщения. Удельная намагниченность феррита при увеличении х с 0 до 0.1 уменьшается с 64.8 до 56.9 Ам2/кг, а коэрцитивная сила – с 96 до 72 кА/м, что может быть связано с угловой, или антипараллельной, ориентацией спиновых моментов ионов Fe3+, локализованных в подрешетке 12k.
Локализация ионов Sc3+ в позициях при х > 0.3 действительно способствует снижению интенсивности обменных взаимодействий Fe12k–O–${\text{F}}{{{\text{e}}}_{{{\text{4}}{{f}_{{\text{2}}}}}}}$ и ${\text{F}}{{{\text{e}}}_{{{\text{4}}{{f}_{{\text{2}}}}}}}$–O–Fe2b, а также уменьшению локальных деформаций решетки. Ослабление межподрешеточных взаимодействий ${\text{F}}{{{\text{e}}}_{{{\text{4}}{{f}_{{\text{2}}}}}}}$–O–Fe2b приводит к нарушению коллинеарности в расположении спинов магнитоактивных ионов Fe3+, что сопровождается отклонением соотношения интегральной интенсивности компонент мессбауэровского спектра 1 и 2 от 3 : 2, а также заметным уменьшением остаточной намагниченности и коэрцитивной силы.
Убедительным аргументом нарушения коллинеарности в расположении спинов в ферритах при х = 0.6–1.2 является отсутствие симбатности концентрационной зависимости магнитных полей на ядрах 57Fe для подрешетки 12k $\left( {Н_{{\text{л}}}^{{{\text{12}}k}}} \right)$ и остаточной намагниченности σr. Действительно, значение магнитного момента для подрешетки 12k, определяющего величину $Н_{{\text{л}}}^{{{\text{12}}k}},$ зависит от намагниченности единицы объема феррита, создаваемой каждой из подрешеток, их концентрации в каждой подрешетке и молекулярного поля для обменных взаимодействий между ионами Fe3+ в этих подрешетках.
В результате поведение Нл для всех подрешеток должно согласовываться с изменением остаточной намагниченности с ростом х. В действительности, как видно из рис. 2 и табл. 2, изменение σr не коррелирует с изменением $Н_{{\text{л}}}^{{{\text{12}}k}}$ для феррита BaFe12 –хScхO19 с ростом х. Неколлинеарность спиновых магнитных моментов ионов Fe3+ в магнитных подрешетках проявляется и в скачкообразном уменьшении вероятности эффекта Мёссбауэра и интенсивности секстета для подрешетки 12k с ростом х (при х > 0.3). Этот факт легко объясним, если принять во внимание зависимость упругих постоянных кристаллической решетки от энергии обменного взаимодействия и характера упорядочения спиновых моментов ионов.
Как правило, скачкообразное изменение величины эффекта Мёссбауэра наблюдается при фазовом переходе порядок–беспорядок. В свою очередь при малых значениях х (х ≤ 0.3) в ферритах BaFe12 –хScхO19 важную роль в формировании магнитных свойств выполняет упорядоченное расположение ионов Sc3+ и катионных вакансий. Благодаря этому в структуре феррита на границе шпинельного и гексагонального блоков формируются кислородные слои с октаэдрической координацией ионов Fe3+ и симметрией кристаллического поля, свойственной α-Fe2O3, и, как следствие, с антипараллельной ориентацией магнитных моментов части ионов Fe3+, локализованных в 12k. Это обеспечивает снижение удельной намагниченности феррита на 12% при замещении 0.8% магнитоактивных ионов Fе3+.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Методом твердофазных реакций получены керамические образцы твердых растворов BaFe12 ‒ хScхO19 с х = 0.1, 0.3, 0.6, 0.9 и 1.2. Проведены исследования магнитных характеристик синтезированных образцов методом вибрационной магнитометрии в широком диапазоне магнитных полей и температур. Для интерпретации магнитных характеристик проведены исследования характера распределения ионов-заместителей в структуре гексагонального феррита методом Мёссбауэровской спектроскопии.
Выполненные исследования показывают, что причиной высокой чувствительности магнитных параметров поликристаллических ферритов BaFe12 – хScхO19 являются несколько факторов: 1) упорядоченное расположение ионов Sc3+ в позициях 2b и 4f2 , а также упорядочение катионных вакансий на границе шпинельного и гексагонального блоков; 2) перенос спиновой плотности от ионов железа, локализованных в позиции 12k, на 3d-орбитали ионов Sc3+; 3) ослабление косвенных обменных взаимодействий между подрешетками 2b, 4f2 и 12k; 4) наличие неколлинеарной структуры при х > 0.6.
Список литературы
Кецко В.А., Береснев Э.Н., Копьёва М.А., Рябкова Л.В., Баранчиков А.Е., Стогний А.И., Труханов А.В., Кузнецов Н.Т. Особенности синтеза твердых растворов в системе (MgGa2O4)x(MgFe2O4)1– x пирогидролитическим и твердофазным методами // Журн. неорган. химии. 2010. Т. 51. № 3. С. 476–479.
Нипан Г.Д., Кецко В.А., Стогний А.И., Труханов А.В., Кольцова Т.Н., Копьева М.А., Рябкова Л.В., Кузнецов Н.Т. Свойства твердых растворов Mg(Fe1 ‒ xGax)2O4 + δ в стабильном и метастабильном состояниях // Неорган. материалы. 2010. Т. 46. № 4. С. 490–494.
Стогний А.И., Труханов А.В., Кецко В.А., Нипан Г.Д. Свойства керамик и пленок Mg(Fe0.8Ga0.2)2O4 + δ // Неорган. материалы. 2011. Т. 47. № 2. С. 247–251.
Труханов А.В., Стогний А.И., Новицкий Н.Н., Труханов С.В., Кецко В.А., Нипан Г.Д. Синтез и структура пленочных образцов в системе Mg(Fe0.8 + хGa0.2 +у)2O4 – δ // Неорган. материалы. 2011. Т. 47. № 9. С. 1128–1131.
Труханов А.В., Стогний А.И., Труханов С.В., Гераськин А.А., Кецко В.А. Кристаллическая структура и магнитные свойства наноразмерных пленок Mg(Fe0.8Ga0.2)2O4 − δ на подложках кремния // Кристаллография 2013. Т. 58. № 3. С. 490–496.
Труханов С.В., Труханов А.В., Панина Л.В., Казакевич И.С., Турченко В.А., Олейник В.В., Яковенко E.C., Мацуй Л.Ю. Магнитные и поглощающие свойства замещенных гексаферритов M-типа BaFe12 –xGaxO19 (0.1 < x < 1.2) // ЖЭТФ. 2016. Т. 150. № 2(8). С. 536–545.
Смирнова М.Н., Гераськин А.А., Стогний А.И., Голикова О.Л., Беспалов А.В., Труханов А.В., Копьева М.А., Береснев Э.Н., Кецко В.А. Кристаллизация пленок Mg(Fe0.8Ga0.2)2O4 – δ на Si с буферными слоями SiO2 и TiO2 // Журн. неорган. химии. 2014. Т. 59. № 7. С. 993–997.
Труханов А.В., Труханов С.В., Костишин В.Г., Панина Л.В., Казакевич И.С., Турченко В.А., Кочервинский В.В. Мультиферроидные свойства и структурные особенности Al-замещенных гексаферритов бария М-типа // ФТТ. 2017. Т. 59. № 4. С. 721–729.
Труханов А.В., Турченко В.А., Бобриков И.А., Труханов С.В., Балагуров А.М. Исследование кристаллической и магнитной структуры твердых растворов BaFe12– xAlxO19 (x = 0.1–1.2) // Кристаллография. 2015. Т. 60. № 5. С. 693–699.
Trukhanov S.V., Trukhanov A.V., Turchenko V.A., Kostishin V.G., Panina L.V., Kazakevich I.S., Balagurov A.M. Crystal Structure and Magnetic Properties of the BaFe12 –xInxO19 (x = 0.1–1.2) Solid Solutions // JMMM. 2016. 417. P. 130–136.
Kojima H. Fundamental Properties of Hexagonal Ferrites with Magnetoplumbite Structure // Ferromagnetic Mater. 1982. V. 3. P. 305–440.
Шипко М.Н., Розин Е.Г., Бондарь В.И., Башкиров Л.А. Исследование методом мессбауэровской спектроскопии особенностей катионного распределения фазового состава барий-кальциевых гексагональных ферритов // Изв. АН БССР. Сер. физ.-мат. наук. 1984. Т. 1. С. 70–73.
Смит Я., Вейн Х. Ферриты. Физические свойства и практическое применение. Пер. с англ. Елкиной Т.А. и др. М.: Изд-во иностр. лит., 1962.
Камзин А.С., Ольховик Л.П., Розенбаум В.Л. Мессбауэровские исследования магнитной структуры поверхности и объема скандий-замещенных гексаферритов типа Ва-М // ФТТ. 1999. Т. 41. № 3. С. 483–490.
Костишин В.Г., Андреев В.Г., Читанов Д.Н., Налогин А.Г., Урсуляк Н.Д., Алексеев А.А., Тимофеев А.В., Адамцов А.Ю. Влияние базового состава и легирующих добавок на свойства гексаферритов // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 3. С. 294–299.
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Неорганические материалы