Электронная структура манганитных материалов

Решетневские чтения

решетки полученных образцов определялись методом рентгеноструктурного анализа и составили 8,35 А.

Анизотропные свойства образцов исследовались на магнитометре в горизонтальном магнитном поле напряженностью 1... 7 кОе при двух положениях образца: плоскостью горизонтально и плоскостью вертикально. В первом случае обнаружены две оси легкого намагничивания вдоль кристаллографических направлений типа [110]. Во втором случае намагниченность направлена перпендикулярно плоскости образца. Формирование перпендикулярной кристаллографической анизотропии обусловлено искажением тетраэдрического окружения ионов железа в тонких эпитаксиальных слоях маггемита.

Термомагнитные измерения позволили установить, что температура Кюри маггемита составляет 685 К, а нормированная намагниченность хорошо описывается линейной зависимостью M /Ms = 2,2(1 -T /Tc) в области температур 600 К < Т < 685 К.

Линейное температурное поведение намагниченности маггемита ниже температуры Кюри хорошо объясняется в рамках модели с изменением спина на ионах железа в тетраэдрических позициях вследствие сильных локальных деформационных искажений.

Библиографическая ссылка

1. Aronniemi M., Lahtinen J., Hamtojarvi P. // Surface and Interface Analysis. 2003. 36. 8. 1004.

G. I. Barinov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk THERMOMAGNETIC PROPERTIES OF THIN EPITAXIAL MAGHEMITE FILMS

Dependence of thin maghemite films magnetization on the temperature and the orientation of the film is measured. Linear behaviour of the spontaneous magnetization below Curie temperature - M / Ms = 2.2 (1 - T / Tc) is discovered it can be explained by spin value change of the Fe ions in tetrahedral positions as a result of local lattice deformations.

© EapHHOB r. H., 2010

УДК 538.94

В. А. Гавричков, С. Г. Овчинников Институт физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск

Л. Е. Якимов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА МАНГАНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Для расчета дисперсионных зависимостей Ьа1-хБгхМп03 применен обобщенный метод сильной связи. Произведена точная диагонализация кластера Мп06 при различных заполнениях. В базисе собственных состояний кластера записан гамильтониан межкластерных взаимодействий. Численно решено дисперсионное уравнение. Вычисленные дисперсионные соотношения воспроизводят наблюдаемую в фотоэмиссионых исследованиях данных оксидов дисперсию.

Современный интерес к манганитам связан с наблюдающимся в них колоссальным магниторезистив-ным эффектом - изменением электросопротивления на несколько порядков под действием внешнего магнитного поля. Эти вещества также обладают разнообразной фазовой диаграммой, на которой, в зависимости от величины допирования и температуры, имеются области с различными типами магнитного упорядочения, проводимости, кристаллической структуры, зарядового и орбитального упорядочения.

Традиционная модель двойного обмена оказывается неспособной объяснить наблюдаемое изменение проводимости при переходе «металл-диэлектрик». Поэтому для расчетов электронной структуры в дан-

ной работе применен обобщенный метод сильной связи [1].

В рамках этого метода кристаллическая решётка разбивается на ячейки-кластеры. Все учитываемые в гамильтониане взаимодействия разделяются на внут-рикластерные и межкластерные. Задача о взаимодействиях внутри одного кластера решается точно. Этот набор состояний используется как базис для записи гамильтониана межкластерных взаимодействий и получения дисперсии по теории возмущений.

По получаемым в результате дисперсионным соотношениям, плотности состояний и положению уровня Ферми можно качественно судить о проводимости вещества. Параметрами решения являются

Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли

величина допирования x и температура T. Последняя задается через тип магнитного упорядочения -парамагнитный или ферромагнитный, что соответствует температурам выше и ниже температуры Кюри TC.

В области 0,2 < x < 0,3 результаты для дисперсионных соотношений качественно совпадают с результатами фотоэмиссионных ARPES-исследований. Од-

нако переход «металл-диэлектрик» в точке ТС при значениях параметров, вычисленных в первоприн-ципном ЬБЛ-подходе, получить невозможно.

Библиографическая ссылка

1. Вальков В. В., Овчинников С. Г. Квазичастицы в сильно коррелированных системах. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2001.

V. A. Gavrichkov, S. G. Ovchinnikov L. V. Kirensky Institute of Physics, Russian Academy of Science, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk

L. E. Yakimov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk ELECTRONIC STRUCTURE OF MANGANITE MATERIALS

The generalized tight-binding method is used to obtain the quasiparticle dispersion in La1-xSrxMnO3 manganites. The Hamiltonian of the MnO6 cluster is exactly diagonalized. The inter-cluster interactions Hamiltonian is written using the basis of cluster eigen states. The dispersion equation is solved numerically. The calculated dispersion reproduces the quasiparticle dispersion from ARPES data.

© Гавричков В. А., Овчинников С. Г., Якимов Л. Е., 2010

ISBN 669.713.7

G. Gosmanova, I. Kraus Czech Technical University, Czech Republic, Prague

XRD ANALYSIS OF OXIDE LAYERS FORMED ON ZrlNb ALLOY AT 360 °C IN VVER ENVIRONMENT*

The contribution deals with properties of oxide layers arising on ZrlNb alloy during oxidation.

Corrosion properties of zirconium alloys are intensively investigated because of their main use as fuel claddings in primary circuits of nuclear reactors. However, the corrosion mechanism of zirconium alloys is still not quite understood. The characterization of the oxide properties such as macroscopic stresses c and microstructure and their changes through different stages of oxide growth may contribute to better understanding of corrosion mechanism. The investigation has been performed in cooperation with UJP PRAHA, Inc., where the corrosion behavior of Zr-based alloys in different environments has been studied in long-term tests. Tubular specimens from Kroll ZrlNb alloy (Russia) denoted 6 were oxidized at 360 °C in VVER imitating water with exposures varying from 105 to 357 days. The measurements were carried out on two types of oxide layers so-called "wet" and "dry". While the "dry" samples were dehydrated on air after corrosion exposure, the "wet" samples were permanently kept in water. It is known that ZrO2 is gradually hydrated forming hydrated oxide of a gel character when exposed to water. The gel represents a two-phase system forming a joint structure composed of solid and liquid components. It can be assumed that "wet" samples better correspond to the oxide state in-situ. Since X-rays cannot detect the

amorphous gel, the obtained characteristics are related only to the crystalline part, i.e., monoclinic ZrO2 of the hydrated layer. The measurements were performed on {10-4} planes of monoclinic ZrO2 using CoKa radiation. The „sum of the surface principal stresses" technique with a reference substance was used to the macroscopic stresses determination [1].

The recent XRD research was focused on the properties of gel-like oxide layers [2]. It was shown that: (a) the values of macroscopic stresses c in the crystalline part of hydrated layers increase in comparison with those of dry samples. The effect can be caused by the increase in the hydrated layer volume provided a mechanical stability stays in the oxide/metal system, (b) the values of crystallite size D in the crystalline part of hydrated layers decrease in comparison with those of dry samples. The effect can be caused by dissolution of the mosaic blocks boundaries. These findings can be illustrated using average values of investigated quantities, which were calculated for the corresponding range of exposures:

a W (MPa) -1085 D W (nm) 14 s W 0,0069

a D (MPa) -990 D D (nm) 16 s D 0,0072

Ra(D-W) 94 R D(D-W) 2 R s (D - W) 0,0003

A a 51 A D 1 A s 0,0002

*This research has been supported by MSMT grant No 6840770021.