Влияние ионов K+ и сверхстехиометрического марганца на дефектность структуры, магнитотранспортные и диэлектрические свойства магниторезистивной керамики La0,7Ca0,3–xKxMn1+xO3–δ

Анотація

Структура, ее дефектность, наноструктурная кластеризация и функциональные свойства керамики La_0,7Ca_0,3–xK_xMn_1+xO_3–δ с x = 0–0,3 исследованы рентгеноструктурным, термогравиметрическим, СЭМ, резистивным, магнитным, магниторезистивным и диэлектрической спектроскопии методами. Установлено, что неизовалентное замещение ионов Ca²⁺ ионами K⁺ приводит к увеличению параметра решетки кубической структуры. Показано, что реальная структура перовскита содержит в A- и B-позициях разновалентные ионы марганца Mn_A²⁺, Mn_B³⁺ и Mn_B⁴⁺, а также точечные дефекты вакансионного типа — анионные V^(a) и катионные V^(c) вакансии. C увеличением содержания сверхстехиометрического марганца связана наноструктурнаякластеризация. Установлено, что ионы K⁺ и сверхстехиометрический марганец вызывают увеличение относительной диэлектрической проницаемости ε' и тангенса угла диэлектрических потерь tg δ. Построена экспе-риментальная фазовая диаграмма магнитного состояния. Фазовая диаграмма позволяет определять состав магниторезистивной керамики La_0,7Ca_0,3–xK_xMn_1+xO_3–δ с заданными магнитотранспортными свойствами. На основании сопоставления функциональных свойств лантан-кальциевых, лантан-стронциевых и лантан-кальций-калиевых манганитов определен оптимальный состав La_0,7Ca_0,3–xK_xMn_1+xO_3–δ с наиболее высоким магниторезистивным эффектом в диапазоне комнатных температур.