КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА Cr_3-xFe_xTe₄

Ваганов В.А., Селезнева Н.В., Баранов Н.В.

Уральский федеральный университет

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19

Соединение Cr₃Te₄ кристаллизуется в моноклинной сингонии и является ферромагнетиком с достаточно высокой намагниченностью и температурой Кюри вблизи комнатной. Магнитные свойства соединения Cr₃Te₄ сильно зависят как от способа получения, так и от замещений в катионной или и в анионной подрешетке и варьируются в широких пределах.

В работе представлены результаты синтеза и комплексного исследования соединений Cr_3-xFe_xTe₄ (x = 0; 0.12; 0.5; 1). Монокристаллы выращены из расплава модифицированным методом Бриджмена. Поликристаллические образцы получены твердофазным методом. Фазовый состав и кристаллическая структура определена с помощью рентгеновского дифрактометра (Bruker D8 Advance, CuKα), ориентировка монокристаллов выполнена на дифракционной установке РДУ «КРОС-3». Электрические свойства изучены четырёхконтактным методом в диапазоне температур 15–320 К, магнитные характеристики измерены на вибрационном магнитометре Lake Shore VSM 7407 (80–400 К, до 17 кЭ).

Получено, что соединения Cr_3-xFe_xTe₄ (x = 0; 0,12; 0,5) изоструктурны и кристаллизуются в моноклинной сингонии, состав Cr₂FeTe₄ – в гексагональной сингонии. Замещение хрома железом приводит к нелинейному уменьшению объёма элементарной ячейки.

Электрические измерения выявили металлический тип проводимости во всех образцах и аномалии на температурных зависимостях сопротивления, предположительно, связанные с магнитными фазовыми переходами. Магнитные измерения показали, что все соединения обладают ферро- или ферримагнитным упорядочением. Увеличение концентрации железа до х = 1.0 приводит к значительному падению температуры магнитного перехода и уменьшению намагниченности.

Монокристаллы демонстрируют чётко выраженные магнитные фазовые переходы и сильную анизотропию вдоль разных направлений. В то же время поликристаллические образцы характеризуются более размытыми переходами. Даже незначительные вариации технологических параметров метода синтеза - такие как скорость охлаждения, геометрия ампулы, степень вакуумирования, могут кардинально изменить магнитные и транспортные свойства.

Полученные результаты демонстрируют высокую чувствительность физических свойств халькогенидов Cr–Te к катионному замещению и большую роль особенностей метода синтеза и качества кристалла в формировании их уникальных магнитных и электрических свойств.