Кристаллическая структура и магнитные свойства твердых растворов Bi0,88 Sm0,12Fe1–xTixO3

Abstract

Аннотация. Твердые растворы феррита висмута, в которых ионы Bi и Fe замещены ионами Sm и Ti, с общей химической формулой Bi0,88Sm0,12Fe1–x TixO3 получены методом твердофазных реакций. Анализ кристаллической структуры, проведенный на основании рентгеноструктурных данных, а также результатов спектроскопии комбинационного рассеяния, свидетельствует о сосуществовании ромбоэдрической и орторомбической фаз в исследуемых составах в концентрационной области 0 ≤ x ≤ 0,1. Показано, что при комнатной температуре остаточная намагниченность составов увеличивается с увеличением концентрации ионов Ti, достигая максимального значения при x = 0,08. При дальнейшем увеличении концентрации ионов титана наблюдается незначительное уменьшение остаточной намагниченности. Установлено, что понижение температуры приводит к уменьшению величины намагниченности, обусловленной взаимодействием Дзялошинского-Мории, что сопровождается изменением длин и углов связей Fe–O–Fe и искажениями октаэдров FeO6.

Abstract. Solid solutions of bismuth ferrite, in which Bi and Fe ions are replaced by Sm and Ti ions, with the general chemical formula Bi0.88Sm0.12Fe1–x TixO3 were obtained by solid-phase reactions. Crystal structure analysis, based on X-ray diffraction data and Raman spectroscopy results, indicates the coexistence of rhombohedral and orthorhombic phases in the studied compounds in the concentration range 0 ≤ x ≤ 0.1. It is shown that at room temperature, the residual magnetization of the compounds increases with increasing Ti ion concentration, reaching a maximum value at x = 0.08. With a further increase in the titanium ion concentration, a slight decrease in the residual magnetization is observed. It was found that a decrease in temperature leads to a decrease in the magnitude of magnetization caused by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction, which is accompanied by a change in the lengths and angles of the Fe–O–Fe bonds and distortions of the FeO6 octahedra.