Исследование мультиферроиков Eu_0.8Ce_0.2Mn₂O₅ и EuMn₂O₅ с помощью μ SR-метода
Воробьев С.И., Андриевский Д.С., Барсов С.Г., Геталов А.Л., Головенчиц Е.И., Комаров Е.И., Котов С.А., Морослин А.Э., Мищенко А.Ю., Санина В.А., Щербаков Г.В.

Поступила в редакцию: 23 Июля 2015

DOI: 10.7868/S0044451016120129

PDF (282.3K)

С помощью μ SR-метода проведено сравнительное исследование керамических образцов мультиферроиков EuMn₂O₅ и Eu_0.8Ce_0.2Mn₂O₅ в области температур от 15 К до 300 К. Обнаружено, что легирование образца EuMn₂O₅ ионами церия приводит к незначительному понижению температуры магнитного фазового перехода - от T_N=45 K для образца EuMn₂O₅ до T_N=42.5 K для образца Eu_0.8Ce_0.2Mn₂O₅. Ниже температуры T_N для обоих образцов существуют два типа локализации термализованного мюона с разной температурной зависимостью частоты прецессии магнитного момента мюона во внутреннем магнитном поле. Более высокая частота в обоих образцах относится к исходной антиферромагнитной матрице. Поведение этой частоты в Eu_0.8Ce_0.2Mn₂O₅ следует закону Кюри-Вейса с показателем , заметно отличным от стандартной для 3D-магнетиков гейзенберговского типа величины β =0.39, наблюдаемой в EuMn₂O₅, что связано с сильной фрустрацией легированного образца. Более низкая, не зависящая от температуры, частота обусловлена наличием ферромагнитных пар Mn³⁺-Mn⁴⁺, расположенных как вдоль оси b антиферромагнитной матрицы, так и в областях фазового расслоения, содержащих такие пары ионов и перезаряжающие их e_g-электроны. В обоих образцах обнаружены одинаковые потери поляризации (около 20%), связанные с образованием мюониевых комплексов Mn⁴⁺-Mn⁴⁺+Mu вблизи ферромагнитных пар Mn³⁺ Mn⁴⁺. В интервале температур от 25 K до 45 K обнаружено расслоение структуры Eu_0.8Ce_0.2Mn₂O₅ на две фракции с различающимися на порядок скоростями релаксации поляризации мюонов. Этот эффект обусловлен изменением состояния областей фазового расслоения (1D-сверхрешеток) при указанных температурах. Такой эффект в EuMn₂O₅ значительно ослаблен.