ИСТИНА

В настоящей работе представлены результаты зондового мессбауэровского исследования двойных манганитов BiCuxMn7-xO12 (x = 0, 0.05, 0.9). Эффективность данного метода для изучения особенностей структурных и магнитных фазовых переходов ранее была продемонстрирована на примере других двойных манганитов AMn7O12 (A = Ca, Cd, Sr, Pb). Манганиты BiCuxMn7-xO12 получали в условиях высоких давлений и температур (6 ГПа, T = 1323–1413 К). В качестве мессбауэровских зондов использовались атомы 57Fe (не более 1–2 ат. %). Анализ данных магнитных и термодинамических измерений позволил оценить влияние примесных катионов железа на макроскопические свойства BiCuxMn6.95-x57Fe0.05O12 (температуры структурных фазовых переходов Ti, Нееля TNi) по сравнению с образцами, недопированными железом. Мессбауэровские спектры BiCuxMn6.95-x57Fe0.05O12 (x = 0, 0.05, 0.9) были измерены в широком диапазоне температур. Для всех составов было показано, что зондовые атомы 57Fe изовалентно замещают ян-теллеровские катионы Mn3+ в октаэдрической подрешётке манганитов, при этом каждый температурный диапазон характеризуется специфическим видом мессбауэровского спектра. Продемонстрировано, что тип кристаллографической структуры BiCuxMn7-xO12, в частности, характер расщепления октаэдрических позиций марганца (Mn(i)) и их локальное окружение при данной температуре, напрямую определяют количество парциальных спектров Fe(i) и их сверхтонкие параметры (в первую очередь, величину квадрупольного расщепления Δi). Также следует отметить нестатистическое распределение зондовых катионов 57Fe3+ в структуре двойных манганитов. Ниже 100 К в манганитах BiCuxMn7-xO12 наблюдаются два магнитных фазовых перехода (TN1, TN2). Мессбауэровские спектры при T < TN1 представляют собой суперпозицию нескольких зеемановских секстетов с релаксационной структурой, которая, как мы предполагаем, обусловлена динамическим поведением фрустрированных состояний парамагнитных примесных центров 57Fe.