Abstract:
Abstract Manganites La 0.93 K 0.07 Mn 1− x Cu x O 3 <?CDATA $(0.0\,\leqslant\,x\,\leqslant\,0.09),$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo> <mml:mn>0.0</mml:mn> <mml:mo>⩽</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>⩽</mml:mo> <mml:mn>0.09</mml:mn> <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> prepared by the solid state reaction method at high temperature, were studied structurally and magnetically. The unit cell parameters, as well as bond length <?CDATA ${{\text{d}}_{({\text{Mn,Cu)-O}}}}{\text{ }}\left({{{\unicode{x00C5}}}} \right)$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mtext>d</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mtext>Mn,Cu)-O</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext> </mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mfenced close=")" open="("> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>Å</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:math> and the bond angle <?CDATA ${\theta _{({\text{Mn,Cu)-}}{{\text{O}}_{\text{1}}}{\text{-Mn}}}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>θ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mtext>Mn,Cu)-</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mtext>O</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>1</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>-Mn</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> , were determined from the Rietveld refinement of the x-ray diffraction patterns. The Fourier-transform infrared spectroscopy analysis shows that Cu 2+ substitution induces variations in the vibration modes of the MnO 6 octahedra. Magnetization vs. temperature <?CDATA ${\text{M}}\left( T \right)$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mtext>M</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mfenced close=")" open="("> <mml:mi>T</mml:mi> </mml:mfenced> </mml:math> at low magnetic field <?CDATA $H = 0.01{ }T$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mtext>H=0</mml:mtext> <mml:mtext>.01T</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> were performed in the range <?CDATA $5 < T < 300{{\,K}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mn>5</mml:mn> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>300</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>K</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> under field coolingand zero field cooling conditions. All the samples exhibited a second-order paramagnetic–ferromagnetic (FM) transition at Curie temperature, <?CDATA ${T_{\text{C}}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>C</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> , in the range between 199 and 285 K. The inverse susceptibility, <?CDATA ${\chi ^{ - 1}}\left( T \right){ }$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> exhibits a linear Curie-Weiss (C-W) behavior for <?CDATA $T > T_{{\text{CW}}}^{\text{*}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo>></mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>CW</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>*</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> , while for <?CDATA ${T_{\text{C}}} < T < T_{{\text{CW}}}^{\text{*}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>C</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo><</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>CW</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>*</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> , it shows a deviation from the linear behavior predicted by the Heisenberg model. The mentioned deviation of <?CDATA ${\chi ^{ - 1}}\left( T \right)$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> <mml:mfenced close=")" open="("> <mml:mi>T</mml:mi> </mml:mfenced> </mml:math> means that a short ferromagnetic state formation is present even for <?CDATA $T > {T_{\text{C}}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo>></mml:mo> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>C</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> , which were characterized by the experimental effective magnetic moment, <?CDATA $\mu _{{\text{eff}}}^{{\text{exp}}}.$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>eff</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>exp</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>.</mml:mo> </mml:math> A null spontaneous magnetization, <?CDATA ${{\text{m}}_{\text{S}}},$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mtext>m</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>S</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:math> above <?CDATA ${T_{\text{C}}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>C</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> was evaluated for all samples by using the Kouvel-Fisher method. This work evaluates the short-range FM clusters by means of an extension of the C-W approach to the <?CDATA ${T_{\text{C}}} < T < T_{{\text{CW}}}^{\text{*}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>C</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo><</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>CW</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>*</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> region, i.e., <?CDATA ${ }\mu _{{\text{eff}}}^{{\text{exp}}}\left( T \right) = 2.3\sqrt {{\text{C}}\left( T \right)} { }{\mu _{\text{B}}}$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>eff</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mtext>exp</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>2.3</mml:mn> <mml:msqrt> <mml:mrow> <mml:mtext>C</mml:mtext> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msqrt> <mml:msub> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mtext>B</mml:mtext> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> . Finally, the critical coefficient values, <?CDATA $\beta $?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>β</mml:mi> </mml:math> and <?CDATA $\gamma $?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>γ</mml:mi> </mml:math> , showed that the 3D Heisenberg model fits adequately the <?CDATA $x = 0.0{ }$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mtext>x=0</mml:mtext> <mml:mtext>.0</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> and <?CDATA $x = 0.03$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.03</mml:mn> </mml:math> samples, while the 3D Ising model fits the <?CDATA $x = 0.09$?> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.09</mml:mn> </mml:math> sample.
Tópico:
Magnetic and transport properties of perovskites and related materials
