Магнитный переход соизмеримая – несоизмеримая фазы в LiNi1-xMxPO4 (M = Co, Mn)

Магнитный переход соизмеримая – несоизмеримая фазы в LiNi1-xMxPO4 (M = Co, Mn)

Н.В. Урусова1, М.А. Сёмкин2, М. Краточвилова3, Д.-Г. Парк4, А.И. Бескровный5, Д.С. Неов5, А.С. Волегов2, А.П. Носов2, А.Н. Пирогов2

1Институт химии твердого тела УрО РАН, Екатеринбург
2Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург
3Карлов университет, Прага
4Сеульский национальный университет, Сеул
5Объединённый институт ядерных исследований, Дубна

 

Методами упругого рассеяния нейтронов, а также с помощью измерений теплоемкости и намагниченности проведено детальное исследование магнитных фазовых переходов (МФП) LiNi1-xMxPO4 (M = Co, Mn) [1-3]. В соединениях на основе LiNiPO4, впервые установлено, что 10% замещение ионов никеля ионами марганца приводит к увеличению температуры перехода соизмеримая – несоизмеримая антиферромагнитная структура (АФМ) с TIC–C = 20.8(1) K до TIC–C = 22.7(1) K и температуры Нееля с TN = 21.8(1) K до TN = 23.0(1) K, что приводит к практически полному подавлению несоизмеримой фазы в LiNi0.9Mn0.1PO4. Показано, что замещение 10% ионов никеля ионами кобальта, напротив, приводит к уменьшению температур МФП LiNi0.9Co0.1PO4, до TIC–C = 20.2(1) K и TN = 21.1(1) K, причем несоизмеримая фаза существует только совместно с соизмеримой АФМ фазой. На рисунке показаны температурные зависимости теплоемкости LiNi1-xMxPO4 (M = Co, Mn), вблизи температур МФП соединений. Отличие МФП в LiNiPO4, состоит в том, что область совместного сосуществования соизмеримой и несоизмеримой фазы ограничена интервалом температур от 20.6 K до 20.8 K, при температуре TN = 21.8(1) K наблюдается переход из несоизмеримой фазы с дальним АФМ в несоизмеримую АФМ структуру с ближним АФМ порядком (т.е. TN ≡ TLRO), который разрушается при нагреве до температуры TSRO = 22.5 K.

 

 

Рис. 1. Температурные зависимости теплоемкости: a – LiNi0.9Co0.1PO4; б – LiNi0.9Mn0.1PO4.

 

  1. Analysis of migration maps and features of magnetic properties of LiNi0.9M0.1PO4 (M ¼ Co, Mn) single crystals / N. Urusova, M. Semkin, M. Kratochvilova, J. Barykina, A. Volegov, J.-G. Park, S. Lee, A. Pirogov // Journal of Alloys and Compounds. — 2019. — V. 781. — P. 571—581.
  2. M. Semkin, D. Neov, A. Beskrovnyy, D. Kellerman, A. Pirogov, N. Urusova / Magnetic structures of Li–Ni/Co–P–O // International Conference on Neutron Scattering 2019 (St. Petersburg, 01–05 July 2019): Abstracts ECNS 2019. – St. Petersburg, Russia, 2019. – P. M&S – 40.
  3. M. Semkin, N. Urusova, A. Beskrovnyi, D. Neov, A. Volegov, A. Nosov, J.-G. Park, S. Lee, A. Pirogov / Magnetic phase transitions in the LiNi0.9M0.1PO4 (M = Co, Mn) single crystals // Journal of Alloys and Compounds (submitted).

     

Научно-популярное эссе