Условия синтеза, кристаллическая структура и магнитные свойства селенидов Mn–Tm–Se

Методом реакций в твердой фазе синтезированы однофазные составы в квазибинарном разрезе MnSe–TmSe. Кристаллическая структура поликристаллических порошков изучена в CuK_α-излучении. Установлено,

что образцы в интервале концентраций 0  x  0,7 имеют кубическую структуру пространственной группы Fm m3 . Изменение концентрации катионов Tm в составах Mn_1–xTm_xSe приводит к увеличению параметра a элементарной кристаллической ячейки от 0,547 нм для состава Mn_0,975Tm_0,025Se до 0,566 нм у состава Mn_0,3Tm_0,7Se. Методом «flash» на подложках оптически прозрачного стекла синтезированы тонкие слои твердых растворов Mn_1–xTm_xSe. Толщины пленок заключены в интервале значений от 0,8 до 3,2 мкм. Установлено, что пленки Mn_1–xTm_xSe также обладают синго-

нией NaCl, S.G.: Fm m3 . Состав пленок Mn_1–xTm_xSe соответствует химическому составу порошков шихты MnSe–TmSe. В интервале температур ~ 80–900 К измерены величины удельной намагниченности и магнитной восприимчивости исследуемых селенидов. Полученные результаты позволяют определить температурные режимы синтеза новых магнитных полупроводниковых веществ, в том числе в пленочном состоянии. Синтезированные вещества могут быть использованы в устройствах микроэлектроники многофункционального назначения, а также при разработке новых материалов, способных работать в широких интервалах температур и при воздействии внешних магнитных полей.

1. Звездин, А. К. Фазовые переходы и гигантский магнитоэлектрический эффект в мультиферроиках / А. К. Звездин, А. П. Пятаков // Успехи физ. наук. – 2004. – Т. 174, № 4. – С. 465–470. https://doi.org/10.3367/UFNr.0174.200404n.0465

2. Аплеснин, С. С. Магнитные и электрические свойства сильнокоррелированных магнитных полупроводников с четырехспиновым взаимодействием и с орбитальным упорядочением / С. С. Аплеснин. – М.: Физматлит, 2013. – 176 с.

3. Interface-induced phenomena in magnetism / F. Hellman [et al.] // Rev. Mod. Physics. – 2017. – Vol. 89, iss. 2. – 025006. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.89.025006

4. Фетисов, Ю. К. Спинтроника: физические основы и устройства / Ю. К. Фетисов, А. С. Сигов // Радиоэлектроника, Наносистемы. Информационные технологии (РЭНСИТ). – 2018. – Т. 10, № 3. – С. 343–356. https://doi.org/10.17725/rensit.2018.10.343

5. Spintronics based random access memory: a review / S. Bhatti [et al.] // Mater. Today. – 2017. – Vol. 20, № 9. – P. 530–548. https://doi.org/10.1016/j.mattod.2017.07.007

6. Электрофизические свойства поликристаллических пленок BiFe0.95Co0.05O3 / O. Б. Романова [и др.] // Физика твердого тела. – 2021. – Т. 63, вып. 6. – С. 721–728. https://doi.org/10.21883/FTT.2021.06.50928.015

7. MnSe: Rocksalt versus zinc-blende structure / Hyuning Kim [et al] // Phys. Rev. B. – 1998. – Vol. 58, № 11. – P. 6700–6703. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.58.6700

8. Magnetic and some thermal properties of chalcogenides of Pr and Tm and a few other rare earths / E. Bucher [et al.] // Phys. Rev. B. – 1975. – Vol. 11, № 1. – P. 500–513. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.11.500

9. Диаграммы состояния двойных металлических систем / под ред. Н. П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 2000. – Т. 3, кн. 2. – 448 с.

10. Predel, B. Se-Tm (Selenium-Thulium) [Electronic Resource] / B. Predel // Phase Equilibria, Crystallographic and Thermodynamic Data of Binary Alloys Pu-Re – Zn-Zr / ed. O. Madelung. – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1998. Mode of access: https://materials.springer.com/lb/docs/sm_lbs_978-3-540-70705-9_2721. https://doi.org/10.1007/10551312_2721

11. CRC Handbook of Chemistry and Physics. – 89th ed. – Taylor and Francis Group, LLC, 2008–2009.

12. Диаграммы состояния двойных металлических систем / под ред. Н. П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 2001. – Т. 3, кн. 1. – 972 с.

13. Янушкевич, К. И. Твердые растворы монохалькогенидов 3d-металлов / К. И. Янушкевич. – Минск: Изд. центр, 2009. – 230 с.

14. Магнитные фазовые переходы и кинетические свойства халькогенидов 3d-металлов / С. С. Аплеснин [и др.]. – Красноярск: Сиб. гос. фэрокосм. ун-т., 2017. – 208 с.

15. Rietveld refinement of powder X-ray diffraction, microstructural and mechanical studies of magnesium matrix composites processed by high-energy ball milling / T. Ramkumar [et al.] // J. Magn. Alloys. – 2018. – Vol. 6, № 4. – P. 390– 398. https://doi.org/10.1016/j.jma.2018.08.002