Disclosing the magnetic ground state of PrBaMn2O6

Анотація

У роботі повідомляється про дослідження дифракції нейтронів в монокристалі шаруватого перовскіту PrBaMn₂O₆. Ця сполука зазнає двох послідовних магнітних переходів зі зниженням температури. При T_C ≈ 309 К встановлюється дальнє феромагнітне впорядкування з магнітними моментами Mn, орієнтованими вздовж осі c. Нижче T_N ≈ 240 К спінова переорієнтація призводить до різкого зменшення намагніченості та формування антиферомагнітного порядку. Цей магнітний перехід також супроводжується електронною локалізацією, викликаною структурним фазовим переходом з високотемпературної тетрагональної фази (P4/mmm) до низькотемпературної орторомбічної (P2₁am). Дослідження нейтронної дифракції при 12 К дозволило однозначно встановити, що магнітна структура цієї сполуки являє собою шарувату антиферомагнітну структуру вздовж осі c з моментами Mn, орієнтованими в площині ab вздовж діагоналі примітивної тетрагональної гратки. У дослідженні не було виявлено ознак магнітного розсіювання, пов'язаного з магнітною структурою CE-типу, що дозволяє виключити наявність такої структури в даній сполуці. Цей результат унеможливлює виникнення переходу зарядового порядку для пояснення електронної локалізації та повністю узгоджується з попередніми структурними дослідженнями й показує існування унікальної кристалографічної позиції для атома Mn в низькотемпературній фазі. Аналіз симетрії проведено для визначення магнітної просторової групи феромагнітного порядку вище T_N та двох можливих груп для антиферомагнітного впорядкування нижче T_N.