Формирование сверхструктуры и ее особенности изучались в легированных железом манганитах La0.33Ca0.67Mn1-yFeyO3 (y=0; 0.05) в трансмиссионном электронном микроскопе путем регистрации электронно-дифракционных картин при сканировании температуры от 91 до 300 K, а также путем анализа высокоразрешающих электронно-микроскопических изображений, полученных при 91-92 K. Оказалось, что в обоих изученных составах манганитов структурный переход (образование сверхструктуры), непосредственно наблюдаемый по образованию дополнительных структурных пиков на электронно-дифракционных картинах, происходит при температуре, находящейся в хорошем соответствии с температурой зарядового упорядочения Tco, определенной из температурных зависимостей намагниченности M(T). В температурной области 90<T<200 K нелегированные образцы показали соразмерную сверхструктуру с вектором q=1/3 a*, соответствующую утроению элементарной ячейки, <<3ax bx c>> (a~ b~sqrt(2)sqrt, c~2ap, ap~3.9 Angstrem --- параметр решетки простого перовскита). Легирование 5 at.% железа приводит к понижению на 50 K температуры Tco и формированию несоразмерной сверхструктуры с уменьшенной примерно на 15% величиной q-вектора. Сверхструктурная единица легированного железом соединения не является совершенной утроенной элементарной ячейкой. Она включает в себя дефекты упорядочения, такие как учетверение элементарной ячейки, многочисленные сдвиги на apsqrt(2)sqrt вдоль направления a, дислокационно подобные дефекты в полосовой структуре зарядового упорядочения, которые, встречаясь псевдопериодически, приводят к уменьшению величины q-вектора и обеспечивают несоразмерность структуры. Уменьшение Tco в результате легирования железом, а также возникающая при этом несоразмерность формирующейся сверхструктуры коррелируют с изменением концентрации ян-теллеровских ионов Mn3+ в результате замещения их неян-теллеровскими ионами Fe3+. Авторы благодарят за поддержку "la Region Ile de France" и "la Ville de Paris" за финансирование FEG--TEM. PACS: 75.47.Lx; 68.37.Lp
Colossal Magnetoresistance, Charge Ordering and Related Properties of Manganese Oxides / Eds C.N.R. Rao, B. Raveau. World Scientific, Singapore (1998)
J. Cocy, M. Viret, S. Molnar. Adv. Phys. 48, 167 (1999)
M.B. Salamon, M. Jaime. Rev. Mod. Phys. 73, 583 (2001)
Ю.А. Изюмов, Ю.Н. Скрябин. УФН 171, 121 (2001)
С.М. Дунаевский. ФТТ 46, 193 (2004)
C. Zener. Phys. Rev. 82, 403 (1951)
P.W. Anderson, H. Hasegawa. Phys. Rev. 100, 675 (1955)
A.J. Miller, B.I. Shraiman, R. Mueller. Phys. Rev. B 54, 5389 (1996)
E.L. Nagaev. Colossal Magnetoresistance and Phase Separation in Magnetic Semiconductors. Imperial College Press, London. (2002)
E. Dagotto, H. Hotta, A. Moreo. Phys. Rep. 344, 1 (2001)
J.P. Goodenouph. Phys. Rev. 100, 564 (1955)
P. Schiffer, A. Ramirez, W. Bao, S.W. Cheong. Phys. Rev. Lett. 75, 3336 (1995)
A.P. Ramirez, P. Schiffer, C.-W. Cheong, C.H. Chen, W. Bao, T.T.H. Palastra, P.L. Gammel, D.J. Bishop, B. Zegarski. Phys. Rev. Lett. 76, 3188 (1996)
E.O. Wollan, W.C. Koehler. Phys. Rev. 100, 45 (1955)
C.H. Chen, S.-W. Cheong. Phys. Rev. Lett. 76, 4042 (1996)
C.H. Chen, S.-W. Cheong, H.Y. Hwang. J. Appl. Phys. 81, 1326 (1997)
G. Van Tendeloo, O.I. Lebedev, M. Herview, B. Raveau. Rep. Prog. Phys. 67, 1315 (2004)
W. Schuddinck, G. Van Tendeloo, C. Martin, M. Hervieu, B. Raveau. J. of Alloys and Compounds 333, 13 (2002)
A. Barnabe, A. Maignan, M. Hervieu, F. Dainay, C. Martin, B. Raveau. Appl. Phys. Lett. 71, 26 (1997)
B. Raveau, A. Maignan, C. Martin, M. Hervieu. J. Solid State Chem. 130, 162 (1997)
T. Sudyoadsuk, R. Suryanarayanan, P. Winotai, L.E. Wenger. J. Magn. Magn. Mater. 278, 96 (2004)
M. Roy, J.F. Mitchell, A.P. Ramirez, P. Schiffer. J. Phys.: Condens. Matter. 11, 4843 (1999)
S. Mori, C.H. Chen, S.-W. Cheong. Nature 392, 473 (1998)
В.М. Локтев, Ю.Г. Погорелов. ФНТ 26, 231 (2000)
Y. Tokura, H. Kuwahara, Y. Moritomo, Y. Tomioka, A. Asamitsu. Phys. Rev. Lett. 76, 3184 (1996)
Y. Tomioka, A. Asamitsu, Y. Moritomo, H. Kuwahara, Y. Tokura. Phys. Rev. Lett. 74, 5108 (1995)
S.B. Ogale, R. Shreekala, Ravi Bathe, S.K. Date, S.I. Patil, B. Hannoyer, F. Petit, G. Marest. Phys. Rev. B 57, 7841 (1998)
K.H. Ahn, X.W. Wu, K. Liu, C.L. Chien. Phys. Rev. B 54, 15 299 (1996)
R. Laiho, K.G. Lisunov, E. Lahderanta, J. Salminen, M.A. Shakhov, V.S. Stamov, P.A. Petrenko, V.S. Zakhvalinskii. J. Phys. Chem. Solid. 64, 1573 (2003)
P. Levy, L. Granja, E. Indelicato, D. Vega, G. Polla, F. Parisi. J. Magn. Magn. Mater. 226--230, 794 (2001)
M.C. Wu, J. Chen, X. Jin. Physica C 276, 132 (1997)
P.G. Radeaelli, D.E. Cox, L. Capogna, S.-W. Cheong, M. Marezio. Phys. Rev. B 59, 14 440 (1999)
M.R. Ibarra, J.M. De Teresa, J. Blasco, P.A. Algarabel, C. Marquina, J. Garcia, J. Stankiewicz, C. Ritter. Phys. Rev. B 56, 8252 (1997)
M. Jaime, M.B. Salomon, M. Rubinstein, R.E. Treece, J.S. Horwitz, D.B. Chrisey. Phys. Rev. B 54, 11 914 (1996)
T.S. Orlova, J.Y. Laval, P. Monod, J.G. Noudem, V.P. Zahvalinskii, V.S. Vikhnin, Yu.P. Stepanov. J. Phys.: Condens. Matter. 18, 6729 (2006)
© 2017 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук