Кристаллическая и магнитная структура гранулированных порошков Mn-Zn- и Ni-Zn-ферритов шпинелей

Abstract

ВведениеМагнитные материалы ферриты привлекают присталь-ное внимание исследователей благодаря своим уникаль-ным физическим свойствам: формированию различных магнитных состояний [1], включая такие нетипичные, как спиновое стекло или спиновая жидкость [2-4]; структурным и связанным с ними магнитным фазовым переходам; сложно-коррелированным состояниям и др. Такой богатый спектр физических свойств определяет широкий круг прикладных применений ферритов: от компонентов высокочастотных устройств до перспектив-ных наноматериалов для гипотермии [5][6][7].Формирование уникальных магнитных свойств фер-ритов со структурным типом шпинели преимуществен-но обусловлено перераспределением ионов железа или других магнитных ионов между двумя неэквивалент-ными кристаллографическими позициями в гранецен-трированной кубической структуре с пространственной группой Fd3m: кристаллографической позицией A с тетрагональным кислородным окружением и позицией B с октаэдрическим координационным окружением [8,9]. Все магнитные взаимодействия в ферритах со струк-турой шпинели разделяют на три основных: магнитное взаимодействие между ионами в позиции A (магнитное обменное взаимодействие J AA ), магнитное взаимодей-ствие J BB между катионами в позиции B и магнитное обменное взаимодействие между магнитными катионами в различных кристаллических позициях -J AB [9,10]. Считается, что магнитное взаимодействие J AB намного сильнее взаимодействий J AA и J BB , что приводит к стаби-лизации ферримагнитного состояния в смешанных типах шпинелей [10]. При допировании ферритов со структу-рой шпинели магнитными или немагнитными катионами можно варьировать содержание железа в кристаллогра-фических позициях A или B, а следовательно, и изменять соответствующие магнитные взаимодействия [11]. Такое вариативное допирование приводит к появлению уни-кальных магнитных состояний в кубических ферритах: от антиферромагнитных состояний до ориентационных спиновых стекол [12].