Железосодержащие антиферромагнетики Fe0.5TiS2-ySey со слоистой структурой: влияние анионного замещения на фазовые переходы, магнитный гистерезис и магнитосопротивление

Железосодержащие антиферромагнетики Fe0.5TiS2-ySey со слоистой структурой: влияние анионного замещения на фазовые переходы, магнитный гистерезис и магнитосопротивление

Н.В. Баранов1,2, Н.В. Селезнева2, Е.М. Шерокалова2, А.Ф. Губкин1,2, Ю.А. Баглаева2, А.С. Овчинников1,2, А.А. Терещенко2, Д.И. Горбунов3, А.С. Волегов1,2, А.А. Шерстобитов1,2

1Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург
2Уральский федеральный университет, Екатеринбург 
3HLD-EMFL, Drezden, Germany

 

Выполнен синтез дихалькогенидов титана Fe0.5TiS2–ySey интеркалированных атомами железа и проведены комплексные исследования магнитной структуры, фазовых переходов и процессов перемагничивания. Установлено, что замещение серы селеном в антиферромагнитных (АФ) соединениях Fe0.5TiS2–ySey приводит к уменьшению периода магнитной структуры, трансформации индуцируемых полем фазовых переходов от типа спин-флип к переходам типа спин-флоп и к увеличению критического поля перехода. Обнаружено, что в соединениях с низким содержанием селена индуцированный полем фазовый переход из АФ в ферромагнитное (Ф) состояние при низких температурах является необратимым и сопровождается значительными изменениями электрического сопротивления. Богатые серой соединения Fe0.5TiS2–ySey ведут себя при низких температурах как высококоэрцитивные ферромагнетики изинговского типа с коэрцитивной силой до 60 кЭ, что представляет интерес для разработки новых магнитотвердых материалов, не содержащих дорогостоящих редкоземельных элементов. Показано, что наряду с изинговским характером ионов Fe за формирование метастабильного Ф-состояния с большой коэрцитивной силой могут быть ответственны магнитоупругие взаимодействия.

 

 

Рис. 1. Полевые зависимости намагниченности антиферромагнитных соединений Fe0.5TiS2–ySey с разным содержанием селена.

 

  1. Magnetic phase transitions, metastable states, and magnetic hysteresis in the antiferromagnetic compounds Fe0.5TiS2−ySey / N.V. Baranov, N.V. Selezneva, M. Sherokalova, Y.A. Baglaeva, A.S. Ovchinnikov, A.A. Tereshchenko, D.I. Gorbunov, A.S. Volegov, A.A. Sherstobitov // Physical Review B. — 2019. — V. 100. — P. 24430—24443.
  2. Field-induced high-coercive metastable state in the antiferromagnetic compound FexTiS2 / N.V. Baranov, E.M. Sherokalova, Y.A. Baglaeva, N.V. Selezneva // VII Euro-Asian symposium “Trends in Magnetism” (EASTMAG), Ekaterinburg 08-13, 2019, Ekateronburg, Russia. Abstract Book. V. 2. P. 248.
  3. Substitution effects on the magnetic properties of Fe-containing chalcogenides with NiAs-type structures / N.V. Baranov, N.V. Selezneva, E.M. Sherokalova, A.F. Gubkin, A.A. Sherstobitov, A.S. Volegov, D.A. Shishkin // Acta Physica Polonica A. — 2018. — V. 133. — P. 447—449.
  4. Effects of S-Se substitution and magnetic field on magnetic order in Fe0.5Ti(S,Se)2 layered compounds / A.F. Gubkin, E.M. Sherokalova, L. Keller, N.V. Selezneva, A.V. Proshkin, E.P. Proskurina, N.V. Baranov // J. Alloys and Comp. — 2014. — V. 616. — P. 148–154.

     

Научно-популярное эссе