Structure and Properties of EuZnGa (2001)

New ternary gallide EuZnGa was synthesized by reaction of the elements in a sealed tantalum tube at 1320 K and subsequent annealing at 970 K for seven days. EuZnGa was investigated by X-ray diffraction on both powders and single crystals. Its structure was refined from single crystal diffractometer data: KHg2 type, space group Imma, a = 461.7(2), b = 761.4(3), c = 777.0(3) pm, R = 0.041 for 486 structure factors and 13 variables. The zinc and gallium atoms statistically occupy the mercury position of the KHg2 type of structure. No long-range ordering between the zinc and gallium atoms could be detected from the X-ray data. Magnetic susceptibility measurements show Curie-Weiss behavior above 50 K with a magnetic moment of μexp = 7.86(5) μB/Eu and θ = 17(2) K, suggesting divalent europium. Low-field, low-temperature susceptibility measurements indicate cluster glass behavior (mictomagnetism) with a freezing temperature of 24(2) K. Magnetization measurements show a magnetic moment of 4.9(1) μB/Eu at 2 K and a magnetic flux density of 5.5 T. Electrical resistivity data indicate metallic behavior. 151Eu Mössbauer spectroscopic measurements show onset of magnetic hyperfine splitting at ≤ 17.0 K. Down to the temperature of 4.2 K the spectra reflect magnetic relaxation effects suggesting the presence of a substantial extent of disordering. This observation is consistent with the cluster glass behavior as evident from the magnetic susceptibility data and may be a consequence of the presence of multiple local Eu sites as expected from the statistical Zn and Ga distribution over the corresponding sites in the KHg2 structure. Struktur und Eigenschaften von EuZnGa Das neue ternäre Gallid EuZnGa wurde durch Reaktion der Elemente in einer verschlossenen Tantalampulle bei 1320 K und anschließendes siebentägiges Tempern bei 970 K synthetisiert. EuZnGa wurde durch Röntgenbeugungsexperimente an Pulvern und Einkristallen charakterisiert. Die Kristallstruktur wurde anhand von Einkristall-Diffraktometerdaten verfeinert: KHg2Typ, Raumgruppe Imma; a = 461,7(2); b = 761,4(3); c = 777,0(3) pm; R = 0,041 für 486 Strukturfaktoren und 13 variable Parameter. Die Zink- und Galliumatome besetzen in statistischer Verteilung die Quecksilberlage des KHg2-Typs. Die Röntgendaten gaben keinen Hinweis auf eine Fernordnung der Zink- und Galliumatome. Magnetische Suszeptibilitätsmessungen zeigen Curie-Weiss-Verhalten oberhalb von 50 K mit einem magnetischen Moment von μexp = 7,86(5) μB/Eu und θ = 17(2) K, in Einklang mit zweiwertigem Europium. Messungen bei kleinen Feldern und tiefen Temperaturen weisen auf Cluster-Glas-Verhalten (Miktomagnetismus) mit einer Übergangstemperatur von 24(2) K hin. Magnetisierungsmessungen bei 2 K zeigen ein Moment von 4,9(1) μB/Eu bei einer magnetischen Flußdichte von 5,5 T. Widerstandmessungen weisen auf metallisches Verhalten hin. 151Eu Mössbauer spektroskopische Daten zeigen Effekte magnetischer Hyperfeinaufspaltung bei T ≤ 17,0 K. Im Tieftemperaturbereich bis zu 4,2 K zeigen die Spektren magnetische Relaxationseffekte, die auf beträchliche Fehlordnungseffekte hinweisen. Diese Beobachtung stimmt mit dem in den magnetischen Suszeptibilitätsdaten beobachteten Cluster-Glas-Verhalten überein und liegt vermutlich in der Anwesenheit verschiedener lokaler Europiumumgebungen begründet, wie sie auf Grund der statistischen Zink- und Gallium-Verteilung über die entsprechenden Atomlagen der KHg2-Struktur auch erwartet werden.