Manganitter

Manganitter er manganbaserede  stoffer , repræsentanter for klassen af ​​overgangsmetaloxider. Af størst interesse er forbindelser af typen , hvor A er et divalent grundstof (Ca, Ba, Sr, …). Koncentrationen x af grundstof A kan variere over et bredt område , mens manganitternes fysiske egenskaber ændrer sig dramatisk. Systemet gennemgår en kæde af faseovergange med forskellige typer bestilling: magnetisk, strukturel, elektronisk.

Manganitter er blevet undersøgt i mere end 50 år og er af stor interesse på grund af den relativt nylige opdagelse (1994) af kolossal magnetoresistens [1] . Denne effekt kan tjene som grundlag for tekniske anvendelser, den observeres i koncentrationsområdet x, hvor der er en ferromagnetisk metalfase, og består i, at den elektriske modstand falder, når et magnetfelt påføres . Størrelsen af ​​effekten i felter af størrelsesordenen 1 T kan nå titusinder af procent. Den maksimale effekt opstår i nærheden af ​​Curie-temperaturen .

For eksempel er en forbindelse et antiferromagnetisk dielektrikum med en magnetisk struktur af A-typen; når lanthan erstattes af calcium, bliver systemet til et ferromagnetisk metal, og når lanthan udskiftes, bliver det  igen et antiferromagnetisk dielektrikum med en magnetisk struktur af G-type i den endelige tilstand og type C i det mellemliggende koncentrationsområde [2] . Når temperaturen stiger, ændres den ferromagnetiske fase til paramagnetisk med et kraftigt fald i ledningsevnen. Temperaturadfærden af ​​den elektriske modstand afhænger stærkt af koncentrationen af ​​det doterede grundstof (på graden af ​​doping af den oprindelige forbindelse med et divalent grundstof). Forekomsten af ​​en metallisk tilstand ved passage gennem Curie-punktet og en stærk magnetoresistens, fænomener tæt forbundet med hinanden, er en typisk egenskab ved manganitter.

Forekomsten af ​​en metallisk ferromagnetisk fase i manganitter blev forklaret tilbage i 1951 af Zener baseret på antagelsen om en stærk intra-atomær udveksling mellem et lokaliseret spin og en delokaliseret elektron . På grund af denne kobling er elektronens spin justeret parallelt med ionens spin. Og elektronen er således i stand til at bevæge sig fra sted til sted i gitteret, hvilket sænker systemets samlede energi. I dette tilfælde opstår den ferromagnetiske tilstand ikke på grund af udvekslingen af ​​ioner, men på grund af den kinetiske effekt. Denne mekanisme kaldes dobbelt udveksling:

Mn → O → Mn (dobbelt elektronovergang gennem en mellemliggende oxygenion).

På grund af denne effekt kan manganitter indgå i den såkaldte klasse af stærkt korrelerede elektroniske systemer.

Ansøgning

Brugen af ​​manganitter som stoffer med kolossal magnetoresistens kan være i en ny udviklingsgren af ​​elektronik - spintronik .

Noter

  1. ↑ Coey J. MD, Viret M., von Molnar S., Adv. Phys. Arkiveret 10. oktober 2016 på Wayback Machine 48.167 (1999)
  2. ↑ Jin S. et al. Science 264 413 (1994)

Litteratur

  1. Izyumov Yu. A., Skryabin Yu. N. Dobbelt udvekslingsmodel og manganitters unikke egenskaber // Uspekhi fizicheskikh nauk , 2001, nr. 2, s. 121-148;
  2. Kagan M. Yu., Kugel K. I. Inhomogene ladningstilstande og faseadskillelse i manganitter // Uspekhi fizicheskikh nauk , 2001, nr. 6, s. 577-596;
  3. Voronov V.K., Podoplelov A.V. Modern Physics: Lærebog. — M.: KomKniga, 2005. — 512 s. ISBN 5-484-00058-0 , kap. 3 Kondenserede medier, s. 3.7 Manganitters fysiske egenskaber, s. 133-138.
 Manganforbindelser _