Исследование электро- и теплофизических свойств манганитов La1-xAgyMnO3 (y≤x)

Гамзатов, Адлер Гудретдинович

Исследование электро- и теплофизических свойств манганитов La1-xAgyMnO3 (y≤x) тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Гамзатов, Адлер Гудретдинович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Махачкала МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследование электро- и теплофизических свойств манганитов La1-xAgyMnO3 (y≤x)»

Автореферат диссертации на тему "Исследование электро- и теплофизических свойств манганитов La1-xAgyMnO3 (y≤x)"

На правах рукописи

ГАМЗАТОВ АДЛЕР ГУДРЕТДИНОВИЧ

Исследование электро- и теплофизических свойств манганитов Lal.xAgyMnOз (у^я)

01.04.07. - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

- 8 ДЕК 2011

МАХАЧКАЛА -2011

005004015

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра Российской Академии наук

Научный руководитель:

член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, профессор Камилов Ибрагимхан Камилович

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, профессор Муртазаев Акай Курбанович

доктор физико-математических наук Коледов Виктор Викторович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Дагестанский государственный университет

Защита состоится 27 декабря 2011г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 002.095.01 при Институте физики ДНЦ РАН по адресу: 367003, Махачкала, пр. Шамиля, 39-а.

Отзывы на автореферат можно направлять по адресу: 367003, Махачкала, ул. М. Ярагского, 94, Институт физики ДНЦ РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики ДНЦ

РАН

Автореферат разослан 22 ноября 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук

Батдалов А.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Продолжающийся интерес исследователей к изучению физических свойств перовскитных манганитов обязан прежде всего обнаруженному в них эффекту колоссального магнитосопротивления (KMC), который может найти, а в некоторых случаях уже находит, практическое применение при решении конкретных задач в информационных технологиях. Исследования последних лет в манганитах выявили и ряд новых эффектов с прикладными аспектами, такие как наличие большого магнитокалорического эффекта, что позволяет использовать их в качестве рабочего тела при создании твердотельных экологически чистых магнитных холодильников.

В то же время манганиты представляют собой превосходный модельный объект для исследования фундаментальных физических свойств сильно коррелированных электронных систем. Как показывают исследования последних лет, в манганитах проявляется глубокая взаимосвязь магнитной, решеточной и электронной подсистем твердого тела. К тому же оказалось, что в манганитах магнитные и обменные взаимодействия являются ведущими и определяют электронные и решеточные свойства кристалла, следствием чего является богатая фазовая диаграмма манганитов.

Несмотря на обилие теоретических моделей и большой объем накопленного экспериментального материала, механизмы, лежащие в основе появления эффекта KMC до конца не установлены и остается довольно большой круг задач, для решения которых требуются дальнейшие исследования.

Данная работа посвящена исследованию комплекса тепло- и электрофизических свойств манганитов лантана, допированных серебром. Было установлено, что замещение La одновалентными металлами, такими как К, Na, Ag и т.д. может также вызвать изменение валентности марганца и таким образом индуцировать эффект KMC. Наибольшее внимание среди такого типа материалов в последнее время привлекают манганиты, в которых в качестве легирующего металла используется серебро. В основе такого внимания лежат, кроме чисто научных и вполне прозрачные практические интересы: максимумы эффекта KMC и магнитокалорического эффекта в манганитах Lai_xAgyMn03 (у<х) весьма велики и проявляются при комнатных температурах, что делает их перспективными функциональными материалами для информационных технологий, медицины и низкотемпературной теплотехники. Кроме того, данные материалы относятся к экспериментально мало изученным объектам.

Комплексное исследование электрических, тепловых, термомагнитных свойств системы La^AgyMnCh (у<х) в зависимости от уровня легирования, температуры и магнитного поля позволит понять природу наблюдаемых в них эффектов и выявить перспективность использования данных материалов в прикладных целях.

Цель работы - Комплексное экспериментальное изучение электрических и теплофизических свойств одних и тех же образцов манганита Lai.xAgyMn03

(y<jt) при различных внешних воздействиях и выявление характерных особенностей, присущих данному классу манганитов.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Измерить электросопртивление и магнитосопротивление манганитов La!.xAgyMn03 (у<х) в широкой области температур, магнитных полей и концентраций примеси, акцентируя внимание на поведение в окрестности температур фазовых переходов.

2. Измерить теплоемкость и теплопроводность манганитов в зависимости от концентрации серебра, температуры и магнитного поля.

3. Исследовать магнитокалорический эффект в манганитах Lai.xAgyMn03 (у<х), оценить изменение магнитной энтропии и выявить перспективность их использования для прикладных задач.

Практическая ценность работы. Манганиты с эффектом KMC имеют ясные инновационные перспективы как функциональные материалы для криотехники, датчиков в бытовой и промышленной электронике, для развития информационных технологий. Поэтому установление механизмов и особенностей электро- и теплопроводности и влияния на них внешних факторов представляют несомненную практическую ценность. Кроме того, представленные в работе экспериментальные данные могут сыграть важную роль при построении теоретических моделей фундаментальных физических процессов, происходящих в манганитах. Особую значимость имеют обнаруженные в них значения эффекта колоссального магнитосопротивления и магнитокалорического эффекта, которые приходятся на комнатные температуры и достигают огромных значений. Обнаруженный нами эффект KMC в одном го исследованных составов достигает 57 % в поле 11 кЭ, что является рекордом для данной системы вообще. Большие величины магнитокалорического эффекта в этих материалах и устойчивость к воздействию окружающей среды (коррозия, деградация) делает данные магнитные материалы реальными кандидатами в качестве рабочего тела для твердотельных холодильников.

Научная новизна заключается в том, что впервые проведено комплексное исследование электро- и теплофизических свойств (электросопротивление, магнитосопротивление, термоэдс, теплоемкость, термодиффузия, теплопроводность и магнитокалорический эффект) манганитов Lai_xAgyMn03 (у<х) в интервале температур (4+360 К) и в магнитных полях до 30 кЭ и сформулированы в виде положений, которые выносятся на защиту: 1. Результаты исследования температурной, концентрационной и магнитополевой зависимости электросопротивления образцов La^AgyMnOj (у<х), на основе которых установлены доминирующие механизмы рассеяния носителей заряда в пара- и ферромагнитных фазах.

2. Интерпретация низкотемпературного минимума на температурной зависимости электросопротивления в некоторых образцах Lai.xAgyMn03 (у<х).

3. Закономерности изменения универсальных критических индексов и амплитуд теплоемкости вблизи точки фазового перехода. Все исследованные образцы соответствуют гейзенберговскому 3D классу универсальности критического поведения. Класс универсальности критического поведения теплоемкости манганитов La,_xAgxMn03 (х=0.1; 0.15; 0.2) не зависит от концентрации серебра.

4. Общие закономерности влияния допирования и магнитного поля на температурную зависимость теплоемкости системы LabxAgxMn03 (х=0.1; 0.15; 0.2).

5. Результаты исследования температурной и магнитополевой зависимости теплопроводности. Фононный механизм теплопередачи является доминирующим, а локальные искажения Яна-Теллера рассматриваются в качестве основного механизма рассеяния фононов.

6. Результаты экспериментального исследования магнитокалорического эффекта. Показано, что в манганитах La!.xAgxMn03 наблюдаются большие значения магнитокалорического эффекта (изменение магнитной энтропии

Дж/кг К при А//=26 кЭ), максимумы которых приходятся на комнатные температуры, что делает данные материалы реальными кандидатами в качестве рабочего тела для устройств магнитного охлаждения, работающих при комнатных температурах.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (Махачкала, 2004, 2005, 2006, 2009 гг.); XIX и XX Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова 2004, 2006 гг.); XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005 г.); на VIII, IX, X и XI Международном симпозиуме «Порядок, беспорядок и свойства оксидов» (Ростов-на-Дону - Сочи, п. Лоо, 2005, 2006, 2007, 2008гг.); на VIII, X и XI Международном симпозиуме «Упорядочение в минералах и сплавах» (Ростов-на-Дону - Сочи, п. Лоо, 2005, 2006, 2007, 2008г.г.); Moscow International Symposium on Magnetism (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2005, 2008 гг.); International Conference «Functional Materials» (ICFM-2005), (Ukraine, Crimea, Partenit: Ukrainian Physical Society.-2005); XXXIV совещание по физике низких температур (HT-34), (Ростов-на-Дону - Сочи, п. Лоо, 2006г.); Second IIF-IIR International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature, (Portoroz, Slovenia, 2007); Международной научной конференции «Актуальные проблемы физики твердого тела» (Минск 2009 г.); VI Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов (г.Москва, ИМЕТ РАН им. А.А. Байкова, 2009 г.). XXI Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах».

(Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2009); III Всероссийской молодежной школе-семинаре с международным участием «Инновационные аспекты фундаментальных исследований по актуальным проблемам физики» (ФИАН, Москва - Технопарк ФИАН, г.Троицк, Московская обл. 2009г.).

Результаты работы обсуждались на научных семинарах лаборатории физики низких температур и сверхпроводимости и общеинститутских семинарах (Институт физики ДНЦ РАН).

Публикации. Основные результаты работы отражены в 31 работах, в том числе в 13 статьях, опубликованных в российских и зарубежных научных изданиях, входящих в перечень журналов, утвержденных ВАК Минобрнауки РФ. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Исследования, проведенные в настоящей работе, проводились при поддержке грантов: РФФИ 06-02-96612-р_юг_а (2006-2008) «Теплофизические свойства и магнетокалорический эффект в сплавах Ni2+xMni_xGa и La.. xAgyMn03»; РФФИ 09-08-96533-р_юг_а (2009-2011) «Перспективные материалы для магнитных холодильников - получение и исследование теплофизических и магнитокалорических свойств»; РФФИ мобильность молодых ученых: 09-02-09636-моб_з (2009) «Участие в IV Международной конференции «Актуальные проблемы физики твердого тела -Минск»; 09-02-16008-моб_з_рос (2009) «Участие в Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах» (НМММ - XXI) -Москва»; Развитие научного потенциала высшей школы на 2005 г. программа «Университеты России» № УР.01.01.045 (20052006) «Комплексное исследование фазовых переходов и магнитокалорического эффекта в манганитах Lai.xAgxMn03 и сплавах Гейслера Ni2+xMni.xGa»; Ведущая научная школа НШ-4526.2008.2 (2008-2009); Программа фундаментальных исследований ОФН РАН (2006-2011) «Сильно коррелированные электроны в твердых телах и структурах».

Некоторые результаты по исследованию свойств манганитов Lai. xAgxMn03, вошли в отчет о деятельности Российской академии наук в 2006 году «Основные результаты в области естественных, технических, гуманитарных и общественных наук» (Отчет РАН за 2006г., стр.16).

За цикл публикаций «Комплексное исследование электро- и теплофизических свойств манганитов La1.xAgxMn03», являющийся основной частью настоящей работы, автор был удостоен премии Европейской Академии для молодых ученых России (Academia Europaea Prizes for Young Scientists) no разделу «Физика» за 2009 год.

За цикл публикаций «Исследование электро- и теплофизических свойств манганитов», также являющийся составной частью настоящей работы, автор стал победителем конкурса научных работ молодых ученых и специалистов Республики Дагестан за 2010 год в области физико-математических и технических наук.

Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, приводятся основные положения, выносимые на защиту, дается краткая аннотация по главам.

Первая глава диссертации носит обзорный характер и включает в себя анализ современного состояния в области исследования легированных редкоземельных манганитов: кристаллической структуры, различных механизмов, предложенных для объяснения эффекта KMC, а также исследования тепловых и транспортных свойств легированных манганитов, непосредственно относящихся к теме диссертации.

В разделе 1.1 приводятся общие представления о кристаллических и магнитных структурах манганитов. Там же приведены для сравнения экспериментальные фазовые диаграммы для манганитов Lai_xSrxMn03, Ndi. xSrxMn03 и РгЬхСахМп03.

Раздел 1.2 посвящен манганитам, допированным одновалентными ионами Laj.xAxMn03 (К, Na, Ag). Приводятся магнитная фазовая диаграмма манганитов допированных одновалентными ионами, а так же их структурные и химические характеристики.

В разделе 1.3 приводятся литературные данные электросопротивления манганитов, допированных одновалентными ионами (К+, Ag+). Подробно проанализированы механизмы проводимости как выше температуры перехода металл-диэлектрик, так и ниже.

В разделе 1.4 приводится анализ температурной зависимости термоэдс манганитов Lai.xAxMn03 (К, Ag). Показано, что при магнитном фазовом переходе происходит смена типа проводимости.

Раздел 1.5 посвящен теплоемкости манганитов. На примере манганитов Lai.xSrxMn03 приводится анализ температурной зависимости теплоемкости в широком температурном интервале (4-400 К).

В разделе 1.6 приводится обзор работ по термодиффузии и теплопроводности в манганитах. Приводятся и анализируются основные механизмы теплопереноса.

Во второй главе приводится описание используемых экспериментальных методов исследования. Теплоемкость, термодиффузия измерялись на автоматизированной установке с помощью метода ас-калориметрии [1] используя программу Heat-Master, разработанную Ш.Б. Абдулвагидовым. Приводится также описание установки для измерения кинетических коэффициентов (теплопроводность, электросопротивление, термоэдс)

150 200 Т(К)

Рис. 1 .Температурная зависимость электросопротивления. l-LaooAgo.iMnCb; 2-Lao.85Ago.i5Mn03; 3 - Lao.8Ago.2Mn03;

4-Lao.gAgo.i5Mn03.

стандартным методом. Описана установка для измерения магнитокалорического эффекта прямым методом.

В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования электрических свойств манганитов La. ,xAgxMn03 и их обсуждение.

В разделе 3.1 описана технология синтеза

исследованных образцов и их характеристики.

Образцы были получены в лаборатории «Химии координационных соединений» Химического факультета МГУ. (А.Р. Кауль, О.Ю. Горбенко О.В. Мельников).

В разделе 3.2 приведены результаты исследования

электросопротивления и KMC манганитов La^AgJVInOs в зависимости от температуры и магнитного поля. Температурная зависимость электросопротивления (рис.1) имеет характерный для большинства легированных манганитов вид с колоколобразным максимумом вблизи комнатных температур, демонстрирующим наличие фазового перехода металл -диэлектрик при ТМ1.

В высокотемпературной парамагнитной области зависимость р(Т) носит полупроводниковый характер и может быть интерпретирована на основе концепции поляронов малого радиуса. Проводимость в таком случае осуществляется путем прыжков носителей по локализованным состояниям (прыжковая проводимость).

Зависимость р(Т) выше температуры перехода металл-диэлектрик достаточно хорошо аппроксимируется термоактивационным законом вида:

р = DTzxp(EP / квТ), (1)

где Ер- энергия активации поляронного прыжка, D - коэффициент, не зависящий от Т. Коэффициент D связан с концентрацией носителей заряда, в данном случае поляронов, следующим выражением: D = 2кв/3ne2av, где п - концентрация носителей заряда, а - длина прыжка, которая примерно совпадает с постоянной решетки, v - частота оптических фононов. Используя значения D, полученные путем аппроксимации экспериментальных данных и характерные значения для а и v (а~ 5.4 A, v='- 4-Ю13 Гц), можно оценить п. Расчеты показывают, что п= 0.57-1021 см"3 (х=0.1), 1.02-102' см"3 (х=0.15) и 2.14-1021 см-3 (х=0.2). Это означает,

рассеяния:

рш(Т) = рп + АТг + ВГ5 (2)

где р0 сопротивление, обычно взаимному носителей заряда, обусловлен магнонными рассеяния [2]. кривая р(Т) для

остаточное член А Iй приписывают рассеянию а член ВТ4 5 электрон-процессами Характерная одного из

Т(К)

Рис.2. Температурная зависимость

электросопротивления для образца Ьао.вА^.^МпОз. Пунктирная линия - сумма двух первых членов выражения (2), сплошная линия учитывает и электрон-магнонное взаимодействие, образцов с оценкой вклада от

различных механизмов рассеяния приведена на рисунке 2.

В непосредственной близости к Тс, в интервале Т=230-284 К, наблюдается резкое возрастание сопротивления с ростом Т, которое уже не описывается зависимостью вида (2). Формально такое поведение р(Т) можно описать экспонентой, которой трудно подобрать соответствующий микроскопический механизм рассеяния. Качественное

объяснение заключается в том, что в выражение для электропроводности (о=ещ) входят подвижность ц и концентрация носителей заряда п, которые в этой области температур вблизи Тс могут иметь резкую температурную зависимость. Можно

предположить, что мы имеем дело с двумя механизмами, работающими в одну сторону: экспоненциальный рост подвижности поляронов за счет ослабления рассеяния

Рис.3.

200 Т(К)

Магниторезистивный

350

эффект для исследованных образцов в поле 11 кЭ. 1-Ьао^олМпОз; 2-Ьаа85АЕо.15МпОз; 3 2МпОз; А-Ьао.^о 15МПО3.

что с ростом уровня легирования концентрация носителей заряда растет и это соответствует наблюдаемому на опыте поведению р(Т, х).

В низкотемпературной ферромагнитной фазе (Т<Тс) 0,05 зависимость р(Т) не поддается столь простой и однозначной 0,04 трактовке, а аппроксимируется выражением, включающим 0, несколько механизмов §

их на магнитных флуктуациях и одновременный рост их количества за счет делокализации при переходе в ферромагнитную фазу. Во всяком случае, в литературе имеются сведения и об экспоненциальном росте подвижности носителей заряда [3], и о росте концентрации носителей заряда (уменьшение коэффициента Холла) при переходе в магнитоупорядоченную фазу [4].

Из рис.3 видно, что во всех исследованных нами образцах наблюдается эффект KMC, максимум которого находится вблизи комнатной температуры, причем значения магниторезистивного эффекта |Д/э/л>| достигают огромных

величин. Так, величина |Д/?/р|*Ю0%«57%, наблюдаемая для одного из образцов при 7Ъ=270 К является рекордным для этой системы, причем это значение достигнуто в относительно небольшом магнитном поле 11 кЭ. Температуры максимумов эффекта KMC примерно совпадают с Тс, но не с ТМ1, что вообще характерно для этой системы.

Обращает на себя внимание большая величина магниторезистивного эффекта при низких температурах вдали от Тс- Более того, для некоторых образцов эффект KMC растет с понижением Т, что вместе с обнаруженным при гелиевых температурах четко выраженным минимумом электросопротивления в нулевом магнитном поле (рис.4) требует дополнительных разъяснений. Если наличие эффекта KMC при низких температурах еще можно интерпретировать в рамках модели фазового расслоения, то для объяснения наличия минимума в поведении Pfm(T) требуется учесть еще один

дополнительный механизм рассеяния.

В пункте 3.2.1 рассматривается анализ

низкотемпературного минимума в

электросопротивлении манганита La085Ag015МпОз.

Для объяснения

минимума в температурной зависимости удельного

сопротивления при низких температурах использована модель спин-поляризованного туннелирования, предложенная авторами [5], где показано, что при низких температурах зависимость р(Т,Н) имеет вид:

„ . грЗ/2

Po+PiT

0,0140

Т (К)

Рис.4. Низкотемпературное поведение р(Т) в поле 11 кЭ и без поля.

Р(Т,Н) = -

(3)

Ч + ЦсОЭ^}'

где рц и р1 параметры не зависящие от поля, е=Р2, где Р-степень поляризации носителей тока в каждой грануле и /.созв^- спиновая корреляционная функция.

На рис.4 приведены результаты аппроксимации экспериментальных данных Д7) как при Н-О (сплошная линия), так и при Н= 11 кЭ (пунктирная линия) с помощью выражения (3). Как видим из рисунка, модель спин-поляризовоанного тунелирования достаточно хорошо описывает наблюдаемые экспериментальные результаты.

В работе [6] получено сложное выражение для полевой зависимости магнитосопротивления, учитывающее вклады от различных механизмов рассеяния.

MR = -A\f(k)dk -JH-KH", где (4)

f(k) = А ехр(-М2) + Ск2 exp {-Dk2) Первый член в выражении (4) ответственен за спин-поляризованное туннелирование, а две последующие слагаемые - за механизм двойного обмена. Дифференцируя выражение (4) по Н, получим:

Aexp(-BH2) + CH2exp(-DH2)-J-3KH2 (5)

Авторы [7] показали, что зависящий от направления спина механизм туннелирования становится

преобладающим при низких температурах, что полностью соответствует нашим

экспериментальным данным (рис.5).

Яркой иллюстрацией

вышесказанного является характер зависимости магнитосопротивления от Н при разных Т, приведенный на вставке рис.5. При Т=П К основной вклад в MR(~4p/po) вносит спин-зависимое туннелирование

носителей заряда по границам зерен. Этот механизм преимущественно проявляется при низких

температурах и очень чувствителен к изменению магнитного поля, т.е. наблюдается резкий рост |Др/р0| в слабых полях и плавный выход на слабую линейную зависимость р от Н с ростом поля (без насыщения даже в сильных магнитных полях). Вблизи Тс, где наблюдается «классический эффект» KMC, гранулы теряют свои преимущественные ориентации магнитных доменов благодаря тепловому движению и вклад от туннелирования стремится к нулю, при этом основной вклад в \Ар/р0\ вносит механизм двойного обмена

Рис.5. Магнитополевая зависимость (1(МК)Л1Н при Т=П К. На вставке -полевая зависимость магнитосопротивления при Т=П К и при 7'=296 К. Линии соответствуют аппроксимации с помощью выражений (4) и (5) с коэффициентами аппроксимации для Т=П К: Л=-0.2493, 5=0.3917, С~0.0076, £»=0.1681, ./=0.0048, К=-3.2Л0'6.

В четвертой главе

обсуждаются результаты

исследования теплоемкости, термодиффузии,

теплопроводности и термоэдс манганитов Lai.xAgxrvin03.

В разделе 4.1 приведены результаты исследования

теплоемкости. Графики

зависимости СГ{Т) приведены на рисунке 6. Для наглядности, данные по СР( Т) смешены относительно образца с х=0.1. Как видно из рисунка, теплоемкости для всех образцов обнаруживают аномалии вблизи Тс, связанные с магнитным фазовым переходом

ферромагнетик-парамагнетик, причем наблюдается корреляция между Тс и х: с увеличением концентрации серебра растет и Тс. Так для х=0.1 7с=270 К, *=0.15 7с=280 К и для х=0.2 7с=287 К. На рис.7(а) представлена аномальная часть теплоемкости (Д СР=СР-СВ) в

зависимости от температуры для образцов Lao 9Ag0 ,Mn03, LaossAgo.uMnCb и Lao8Ago.2Mn03.

350

Рис.6. Температурная зависимость теплоемкости образцов Ьа1_хА§хМпОз. Для наглядности графики смешены относительно друг друга. 1-Ьао.^АвмМпОз; 2-Lao.85Ago.l5Mn03; 3 Ьао.8А£о.2Мп03; 4-Ьа0у^0.1МпОз -(Р=1 атм, 1=5 час); 5-Ьао.8А§о.15МпОз -(Р=5 атм, 1=20 час); 6-Ьао^АволМпОз ~{Р= 1 атм, г=20 час); 7-Lao.8Ago.l5MnOз -(Р=1 атм, 1=20 час).

зо

■<з

I 20

х=0.1 Д

/ j х=0.15

I / У\х=0.2

/ /* /\ \ //1 Л

if Л \ \

it / \ \

г ж / * \

■я»—¿¿у^

220 240

260 280 300 320 150 200 250

Т, К Т, К

Рис.7, а) Аномальная часть теплоемкости АСр в зависимости от температуры для образцов Ьао.<Аво.1МпОз Ьао.85А0о.15МпОз и Lao.8Ago.2MnOз. Ь) Аномальная часть теплоемкости ДС^в зависимости от температуры для образца Lao,8sAgo.l5MnOз в полях 0, 11 и 26 кЭ. Во вставке теплоемкость Lao.85Ago.l5MnOз в полях 0, 11 и 26 кЭ.

Как видно из рисунка, с ростом концентрации Ag аномалия теплоемкости уменьшается по своей амплитуде, размывается по температурной шкале и сдвигается в сторону более высоких температур. Это практически идентично поведению ферромагнетика в магнитном поле, что наводит на мысль о явной аналогии между влиянием допирования серебром и магнитного поля на теплоемкость Ьа^А&МпОз в области магнитного фазового перехода. Чтобы проследить эту аналогию, на рис.7(Ь) показана температурная зависимость аномальной части теплоемкости &Ср Ьао 83А§о15Мп03 при различных значениях магнитного поля.

Таким образом, легирование системы Ьа^А&МпОз аналогично воздействию на нее магнитного поля. По мере увеличения степени легирования х температура ферромагнитного фазового перехода смещается в сторону более высоких температур, аномалия теплоемкости размывается, а соответствующий ей скачок теплоемкости уменьшается по величине.

В пункте 4.1.1 рассматривается критическое поведение теплоемкости вблизи температуры Кюри.

Для описания критического поведения аномальной части теплоемкости ЛСрМЫ воспользовались следующим выражением [7]:

где А*,А' - критические амплитуды теплоемкости выше и ниже Тс, D\D~ -амплитуды коррекции к скейлингу, в -поправочный индекс к скейлингу (в нашем случае #=0.55, что соответствует модели Гейзенберга [6]), а,а — критические индексы теплоемкости выше и ниже Тс, t=(T-Tc)/Tc - приведенная температура.

На рис.8 (а, Ь, с) приведены зависимости аномальной части теплоемкости соответственно для образцов Lao9AgojMn03, LaossAgo.isMnOs и Lao 8Ago^MnCb от приведенной температуры в полулогарифмическом масштабе как при Т>ТС, так и при Т<Тс. На этих же рисунках сплошные линии соответствуют аппроксимации АСР по формуле (6). Аппроксимация критического поведения теплоемкости была проведена с помощью нелинейного метода наименьших квадратов (рис.8.а,Ь,с). Интервал аппроксимации выбирался таким образом, чтобы значение среднеквадратичной ошибки R при аппроксимации наших данных по формуле (6) было минимальным.

Полученные нами численные значения критического индекса теплоемкости а=-0.115, -0.106 и -0.106 соответственно для Lao9Agoi.Vin03, La085Ag015Мп03 и Lao8Ago2Mn03 близки к теоретической оценке а=-0.12 для 3D изотропных гейзенберговских магнетиков. Как видим, класс универсальности критического поведения теплоемкости манганитов Lai.xAgxMn03 не зависит от концентрации серебра. Наравне с наблюдением аналогии между влиянием магнитного поля и допированием, независимость класса универсальности от уровня допирования, на наш взгляд, присуще манганитам допированным одновалентными ионами, в частности серебром.

(6)

у'10

Подтверждением наших <о

выводов о независимости критического поведения манганитов, 30 допированных серебром, от условий ^ синтеза и от концентрации серебра, § 20 является результаты работы [8], где \ исследования критического " 10

поведения магнитной

восприимчивости х в окрестности о

точки Кюри в манганитах Lai. xAgxMn03 (х=0.1; 0.15), также показывают, что критическое поведение соответствует 3D гейзенберговскому классу

универсальности с критическими индексами ^=1.395 и 1.382 соответственно для л:=0.1 и 0.15.

В разделе 4.2 приводятся результаты исследования

термодиффузии и теплопроводности манганитов Lai.xAgxMn03.

На рисунке 9 приведена температурная зависимость

термодиффузии >7(7), которая, по сути представляет собой зависимость длины свободного пробега носителей тепла, в данном случае фононов (что следует из закона Видемана-Франца и наших экспериментальных

результатов), от температуры. В области магнитного фазового перехода наблюдается ярко выраженный минимум, что свидетельствует о сильной развитости флуктуаций магнитного параметра порядка, на которых рассеиваются носители тепла. Магнитное поле, подавляя флуктуации, сглаживает минимум термодиффузия резко растет, что связано

а)

° Т<ТС ^

□ т>тс Ч

: La09Ag01MnO3

9 ю

ю'

юг

Ь)

о т<тс \ \

о т>тс \ \\

^0 85А9О,5МП°З п CI С

10'1

с)

о т<тс ^

п т>тс \ (Л

Ч Ag02MnO3

10э

10-*

10'"

Рис.8. Зависимость аномальной части теплоемкости от приведенной температуры как выше Тс, так и ниже Тс- Линии соответствуют аппроксимации по формуле (6).

Ниже 30 К уменьшением

термодиффузии, с интенсивным

процессов фонон-фононного рассеяния. Для определения средней длины свободного пробега фононов необходимо значение г\, приведенное на рис.9 разделить на скорость звука о, (1рИ=Зфя). Взяв характерные значения скорости звука с^5-105 м/с для керамических манганитов (данные о,. для систем

xAgxMnOз нам неизвестны), получаем график зависимости 1Р1,(Т), который приведен на вставке рис.9.

т, к т, к

Рис.9. Температурная зависимость Рис.10. Температурная зависимость

термодиффузии для Ьао.^сшМпОз. На вставке теплопроводности Ьа^Аф15М1Ю3. -график зависимости /рл=.Д7).

В поведении а(7) Ьао8А§0иМпОз обращают на себя внимание следующие особенности (рис.10). Как и для других манганитов [9], для допированных одновалентным серебром манганитов характерна малая величина теплопроводности. Выше Т(- наблюдается слабая зависимость от температуры, а вблизи Тс - острый минимум, который связан с критическим рассеянием фононов на флуктуациях магнитного параметра порядка (рис.10). Оценка электронной составляющей из закона Видемана - Франца показывает, что ке не превышает 2% от общей теплопроводности, а магнонная составляющая обычно еще меньше [9].

Таким образом, ход к(Т) определяется только фононами. Длина свободного пробега фононов во всей исследованной области температур, вплоть до гелиевых, указывают на то, что при анализе зависимости к{Т) можно пренебречь рассеянием фононов на границах кристаллитов (/р/,«£/, й - средний размер гранул, который в нашем случае варьируется около одного микрона). Резкий рост ко, понижением температуры ниже Тс обусловлен, как мы полагаем, снятием искажений Яна-Теллера, которые выступают в качестве основного механизма, ограничивающего фононный поток тепла [8].

Пятая глава посвящена магнитокалорическому эффекту, и состоит из трех разделов.

Раздел 5.1 посвящен теории и методам исследования МКЭ.

В разделе 5.2 приводится исчерпывающий обзор имеющихся экспериментальных работ по магнитокалорическим свойствам манганитов, допированных одновалентными ионами (Ag, К, Ка).

Раздел 5.3 посвящен непосредственно результатам исследования МКЭ в манганитах Lal_xAgyMnOз (у<х). Были исследованы магнитокалорические

свойства системы Ьа1.,^уМпОз (у<г) в широком температурном интервале и в магнитных полях до 30 кЭ как

260

280

300 320

Т, К

Рис.11. Температурная зависимость МКЭ для образцов Laj.xAgyMn03 при изменении магнитного поля на ДЯ=26 кЭ. l-Lao.sAgo.iMnCb, 2-Lao.gsAgo.uVInCb, 3-Lao.gAgo.2Mn03,4-Lao.8Ago.i5Mn03, 5- Lao 8Ago.i5Mn03 (P(02) =5 атм).

прямым, так и косвенным (по данным теплоемкости в поле и без поля) методами.

Результаты наших

экспериментальных исследований приведены на рис. 11 и 12. На рисунке 11 показаны температурные зависимости магнитокалорического эффекта ДГал полученные путем прямых измерений при изменении магнитного поля на А#=26 кЭ. Как видим, значения МКЭ для исследованных составов

достигают высоких значений, а температуры максимумов

приходятся на комнатные температуры. Наибольшее значение МКЭ наблюдается для

образца Ьао8Адо.15Мп03 (7,тах~270 К), в то время как у того же самого состава, отожженного при более высоком парциальном давлении кислорода (Р(02)=5 атм.), максимальное значение МКЭ АТасг 1.2 К, но максимум эффекта наблюдается при более высокой температуре {Ттах~310 К).

При изучении

магнитокалорического эффекта более важной характеристикой материала является изменение магнитной энтропии А5, чем А 7^. Используя выражение АТ = {Т/ Сн )А5';/, и наши экспериментальные данные для теплоемкости, мы вычислили изменение магнитной энтропии для двух образцов (рис.12) и получили максимальные

значения изменения магнитной энтропии - Л5~4.2 Дж/кг К и 5.6 Дж/кг К соответственно для

250

— ^J 4,5Mn03

/\\ — La0.8S ЧЛ

и • \ и \\ " Laoes Ag015MnO3

и \ i V / Л \Д '\ V * /\ в \

■ / У ■ / / .... 1 .... t .... 1 • • ' ........ • • ......

260 270

300 310 32

280 290 Т, К

Рис.12. Температурная зависимость изменения магнитной энтропии для образцов Lao.8Ago.l5MnOз и Lao85Ago 15М11О3. Точки соответствуют данным прямых измерений, а сплошная и пунктирная линии получены из данных по теплоемкости.

LaogsAgajjMnO) и LaoSAgoЛ5МпОз в магнитном поле ДЯ=26 кЭ. Как было отмечено выше, МКЭ нами был вычислен и по данным теплоемкости в магнитном поле и без поля. Результаты таких расчетов также приведены на рис.12 (сплошная и пунктирная линии). Как видим, результаты прямых и косвенных измерений МКЭ не сильно отличаются друг от друга.

Вычисленные нами значения эффективности магнитного охлаждения RCP (relative cooling power) [10] показывают довольно высокие значения (RCP=147 Дж/кг для Lao.sAgo 15МПО3 в поле 26 кЭ), что говорит о возможности использования МКЭ в этих материалах в прикладных целях. Сравнение наших результатов с данными для других манганитов [10] показывает существенное преимущество серебросодержащих манганитов. Это - подходящая температура Кюри (вблизи комнатной температуры) и относительно слабая вариация величины МКЭ в весьма широком интервале температур.

Нужно отметить, что результаты исследования МКЭ в манганитах Laj. xAgxMn03, приводимых разными авторами, существенно отличаются друг от друга [10]. Можно предположить, что такая разница связана с разной технологией синтеза образцов и, возможно, с разными экспериментальными методами исследования. Это указывает на то, что для корректного сравнительного анализа необходимо иметь монофазовые высококачественные образцы, в частности, важно использовать одинаковые Р(ОгУТ условия, поскольку манганиты, допированные одновалентными катионами характеризуется значительной кислородной нестехиометрией.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что в парамагнитной области поведение р(Т) исследованных нами образцов укладывается в рамки концепции поляронов малого радиуса с энергией активации, убывающей с ростом концентрации серебра. Электросопротивление в ферромагнитной фазе описывается выражением, включающим несколько механизмов рассеяния: электрон-электронный, электрон-магнонный и электрон-примесный.

2. Установлено, что обнаруженный низкотемпературный минимум электросопротивления в нулевом магнитном поле и большой магниторезистивный эффект, растущий при понижении температуры, можно, объяснить в рамках модели спин-поляризованного туннелирования носителей тока через границы гранул.

3. Установлены закономерности изменения универсальных критических параметров теплоемкости вблизи точки фазового перехода. Все исследованные образцы вплоть до 4,/я*10"3 (НТ-ТсУТс) соответствуют ферромагнитному гейзенберговскому 3D классу универсальности критического поведения. Показано, что класс универсальности критического поведения теплоемкости манганитов Lai_xAgxMn03 не зависит от концентрации серебра.

4. Выявлена аналогия между влиянием допирования и магнитного поля на температурную зависимость теплоемкости системы Lai -xAgxMn03.

5. Установлено, что фононный механизм теплопередачи является доминирующим. Наблюдаемые при Тс аномалии в теплопроводности и термодиффузии связываются с критическими рассеяниями фононов на флуктуациях магнитного параметра порядка, а резкое возрастание теплопроводности ниже Тс - с ослаблением рассеяния фононов на искажениях Яна-Теллера.

6. Показано, что в манганитах La!.xAgxMn03 наблюдаются большие значения магнитокалорического эффекта (изменение магнитной энтропии AS«6 Дж/кг К при АН=26 кЭ) вблизи комнатных температур, что делает данные материалы реальными кандидатами в качестве рабочего тела для устройств магнитного охлаждения, работающих при комнатных температурах.

Цитированная литература:

1. Ш.Б. Абдувагидов, И.К. Камилов, Г.М. Шахшаев // ПТЭ, №5,134-140 (1996).

2. М. Battabyal and Т К Dey // J. Phys.: Condens. Matter, 18, 493-505 (2006).

3. Н.И. Солин, B.B. Машкауцан, A.B. Королев и др. // Письма в ЖЭТФ 77, 275 (2003).

4. Н.Г. Бебенин, Р.И. Зайнуллина, В.В. Машкауцан др. // ФТТ 43, 482-488 (2001).

5. M.I. Auslender, Е. Rozenberg, А.Е. Karkin et al. // J. of Alloys and Comp. 326, 81 (2001).

6. P. Raychaudhuri, Т.К. Nath, A.K. Nigam, R. Pinto // J.Appl.Phys. 84, 2048 (1998).

7. И.К. Камилов, A.K. Муртазаев, X.K. Алиев // УФН, 169,773-795 (1999).

8. М. Kar, A. Perumal and S. Ravi // Phys. stat. sol. (b) 243, 1908-1913 (2006).

9. J.L. Cohn, J.J. Neumeier, C.P. Popoviciu et al. // Phys. Rev. B, 56, R8495 (1997).

10. M.H. Phan and S.C. Yu // JMMM 308,325 (2007).

Публикации по теме диссертации

В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, А.Б. Батдалов, Ш.Б. Абдулвагидов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко. Магнитокалорический эффект в Ag-допированных манганитах лантана // Письма в ЖТФ, Т.32, №11, С.16-21 (2006).

2. O.V. Melnikov, O.Yu. Gorbenko, A.R. Kaul, A.M. Aliev, A.G. Gamzatov, Sh.B. Abdulvagidov, A.B. Batdalov, R.V. Demin, L.I. Koroleva, Electrical and magnetic properties of the La].xAgyMn03 recrystallized ceramic // Functional Materials, 13, N2, P.323-327 (2006).

3. А.Г. Гамзатов, Ш.Б. Абдулвагидов, A.M. Алиев, K.III. Хизриев, А.Б. Батдалов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко, А.Р. Кауль. Теплоемкость

манганита La09Ag0 ,Мп03 вблизи точки Кюри // Физика твердого тела, Т.49, №9, С. 1686-1689 (2007).

4. И.К. Камилов, А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, А.Б. Батдалов, Ш.Б. Абдулвагидов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко, А.Р. Кауль. Электрические и тепловые свойства манганита Lao gAgo isMnOj // Физика низких температур, Т.ЗЗ, №.10, С. 1091-1096 (2007).

5. И.К. Камилов, А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, А.Б. Батдалов, Ш.Б. Абдулвагидов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко, А.Р. Кауль. Кинетические эффекты в манганитах La,.xAgyMn03 (у<х) // ЖЭТФ, Т.132, № 4, С.885-894 (2007).

6. A.G. Gamzatov, K.Sh.Khizriev, A.M. Aliev, Sh.B.Abdulvagidov, A.B. Batdalov, O.Y.Gorbenko, O.V.Melnikov. Critical behaviour of specific heat of La09Ag0 ,MnO, manganite // Physica B, V.390 P.155-158 (2007).

I. I.K. Kamilov, A.G. Gamzatov, A.M. Aliev, A.B. Batdalov, A.A. Aliverdiev, Sh.B.Abdulvagidov, O.V.Melnikov, O.Y.Gorbenko, A.R.Kaul. Magnetocaloric effect in the LabxAgyMn03 (y<x) - direct and indirect measurements II Journal of Physics D: Applied Physics, V.40, P.4413-4417 (2007).

8. А.Г. Гамзатов, Ш.Б. Абдулвагидов, A.M. Алиев, А.Б. Батдалов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко. Зависимость теплоемкости манганитов Lai. xAgxMn03 от содержания Ag // Письма в ЖЭТФ, Т.86, №5,С.393-396 (2007).

9. А.Г. Гамзатов. Комплексное исследование теплофизических свойств манганитов Lai-xAgyMn03 (у<х) II Перспективные материалы, специальный выпуск (5), С.284-288 (2008).

10.А.Г. Гамзатов, К.Ш. Хизриев, А.Б. Батдалов, Ш.Б. Абдулвагидов, A.M. Алиев, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко. Критическое поведение теплоемкости манганитов Laj.xAgxMn03 (х=0,1; 0,15; 0,2) в окрестности точки Кюри // Физика низких температур, Т.35, №.3, С.284-289 (2009).

II.А.Г. Гамзатов, А.Б. Батдалов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко. Спин-поляризованный транспорт в манганите Lao ssAgo isMn03 II Физика низких температур, Т.35, №.3, С.290-294 (2009).

12.А.Г. Гамзатов, А.Б. Батдалов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко. Низкотемпературный минимум в электросопротивлении манганита LaossAgo i5Mn03 Л Известия РАН, Серия Физическая, Т.73, Ж9, C.I079-1081 (2009).

13.А.Г. Гамзатов, A.C. Манкевич. Магнитокалорические свойства манганитов Lai.x(Ag,K)xMn03 // Краткие сообщения по физике, Т. 36, №.12, С. 34-36 (2009).

В других изданиях:

14.А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, А.Б. Батдалов, Ш.Б. Абдулвагидов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко, А.Р. Кауль. Электрические, тепловые и упругие свойства манганита LaosAgo.isMn03 // Журнал «Фазовые переходы, упорядоченные состояния и новые материалы» (Электронный журнал -www.ptosnm.ru), 2006, № 5, С.1-3.

15.А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, Ш.Б. Абдулвагидов, А.Б. Батдалов, О.Ю. Горбенко. Теплоемкость и электросопротивление манганита LaosAgo ]Мп03 в полях до 26 кЭ // Сборник трудов XIX Международной школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники», Москва, 28 июля 2004 г., С.499-500.

16.А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, Ш.Б. Абдулвагидов, А.Б. Батдалов, О.Ю. Горбенко, О.В. Мельников. Термодиффузия, теплопроводность и магнитоколоричесский эффект в La0.9Ag0.iMnO3 П Сборник трудов Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах», Махачкала, 21-25 сентября 2004г., С.175-178.

17.А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, О.В. Мельников. Анизотропия магнитосопротивления в манганитах // Тезисы докладов V-ro молодежного семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества, Екатеринбург, 29 декабрь-5 ноябрь, 2004г., С.10.

18.A.G. Gamzatov, K.Sh. Khizriev, A.M. Aliev, Sh.B. Abdulvagidov, A.B. Batdalov, O.Y. Gorbenko, ON. Melnikov. Critical behaviour of specific heat of Lao9Ago.iMn03 manganite // Moscow International Symposium on Magnetism dedicated to the 250 anniversary of Moscow State University, June 25-30, 2005, Book of Abstracts 28PO-6-40, P.383-384.

19.А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, Ш.Б. Абдулвагидов, А.Б. Батдалов, О.Ю. Горбенко, О.В. Мельников. Теплофизические свойства манганитов La,. xAgyMn03 // Сборник трудов XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ, Санкт-Петербург, 4-7 октября 2005г., том-2, С. 171.

20.А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, Ш.Б. Абдулвагидов, А.Б. Батдалов, О.Ю. Горбенко, О.В. Мельников, А.Р. Кауль. Кинетические свойства и теплоемкость твердых растворов Lai_xAgyMn03 (у<х) // Сборник трудов 8-го Международного симпозиума «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах», ОМА-2005., Ростов-на-Дону - Сочи, п. JIoo, 12-16 сентября 2005г., часть-2, С. 27-29.

21.А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, Ш.Б. Абдулвагидов, А.Б. Батдалов, О.Ю. Горбенко, О.В. Мельников, А.Р. Кауль. Низкотемпературная теплоемкость манганита La0gAg0iMn03 // Сборник трудов 8-го Международного симпозиума «Порядок, беспорядок и свойства оксидов», ODPO-2005, Ростов-на-Дону - Сочи, п. Лоо, 19-22 сентября 2005г., часть-2, с. 37-39.

22.А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, А.Б. Батдалов, Ш.Б. Абдулвагидов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко. Электирические и магнитокалорические свойства манганитов Lat_xAgyMn03 (у<х) // Сборник трудов Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах», Махачкала, 12-15 сентября 2007г., Б2-10, С. 147150.

23.А.Г. Гамзатов, Ш.Б. Абдулвагидов, A.M. Алиев, А.Б. Батдалов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко. Теплоемкость манганитов Lai.xAgxMn03 (х=0.1;

0.15 и 0.2) // Сборник трудов Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах», Махачкала, 12-15 сентября 2007г., Б2-18, С.179-182.

24.A.G. Gamzatov, A.M. Aliev, A.B. Batdalov, A.A. Aliverdiev, Sh.B. Abdulvagidov, O.V. Melnikov, O.Y. Gorbenko. Thermal properties and large magnetocaloric effect in LabxAgyMn03 (y<x) manganites at room temperatures // Second IIF-IIR International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature, Portoroz, Slovenia, 11-13 April 2007. P.33-38.

25.А.Г. Гамзатов, А.Б. Батдалов, O.B. Мельников, О.Ю. Горбенко. Низкотемпературный минимум в электросопротивлении манганита Laos5Agoi5Mn03 // Сборник трудов XI-го Международного симпозиума «Упорядочение в минералах и сплавах», Ростов-на-Дону - Сочи, п. JIoo, 10-15 сентября 2008г., С.29-32.

26.А.Г. Гамзатов, А.Б. Батдалов, A.M. Алиев, Ш.Б. Абдулвагидов, О.В. Мельников, О.Ю. Горбенко. Комплексное исследование теплофизических свойств манганитов LabxAgyMn03 (у<х) // Сборник трудов Х1-го Международного симпозиума «Порядок, беспорядок и свойства оксидов», Ростов-на-Дону - Сочи, п. Лоо, 16-21 сентября 2008г., С.215-218.

27.А.Г. Гамзатов, К.Ш. Хизриев, A.M. Алиев, Ш.Б. Абдулвагидов. Критическое поведение теплоемкости манганитов допированных Ag // Сборник трудов XXI Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах», Москва, 28 июня - 4 июля 2009г., С.738-740.

28.А.Г. Гамзатов, А.Б. Батдалов. Количественный анализ температурной зависимости электросопротивления манганита LaogsAgcusMnOj // Сборник трудов XXI Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах», Москва, 28 июня - 4 июля 2009г., С. 1007-1009.

29.А.Г. Гамзатов, А.Б. Батдалов. Корреляция электрических, магнитных и теплофизичнских свойств манганита Lao ssAgo иМп03 вблизи температуры фазового перехода // Сборник трудов Международной научной конференции «Актуальные проблемы физики твердого тела», Минск, 20-23 октября 2009г., том 1, С.54-57.

30.А.Г. Гамзатов, Корреляция между электрическими, магнитными и решеточными свойствами манганита Lao ssAgoisMn03 // Сборник трудов VI Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов, Москва, ИМЕТ РАН им. A.A. Байкова, 17-19 ноября 2009г. С.34-38.

31.А.Б. Батдалов, А.Г. Гамзатов, A.M. Алиев, Электро- и теплофизические свойства манганитов допированных одновалентными металлами // Сборник трудов Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах», Махачкала, 21-23 ноября 2010г., С.170-171.

Подписано в печать 17.11.2011 г. Формат 60х841Лб. Печать ризографная. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Усл. п. л. 1. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии АЛЕФ, ИП Овчинников М.А. Тел.: +7-928-264-88-64, +7-903-477-55-64, +7-988-2000-164

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Гамзатов, Адлер Гудретдинович

Введение.

ГЛАВА I. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МАНГАНИТАХ (Обзор).

1.1. Кристаллическая и магнитная структуры манганитов.

1.1.1. Экспериментальные фазовые диаграммы манганитов RixAxMn03.

1.2. Манганиты допированные одновалентными ионами.

1.2.1. Структура и магнитно-фазовая диаграмма системы Lai.xAgxMn03.

1.2.2. Химические и структурные характеристики.

1.3. Электросопротивление манганитов Ьаі.хАхМпОз (А=К, Ag.).

1.4. Температурная зависимость термоэдс манганитов.

1.5. Теплоемкость манганитов в области фазовых переходов.

1.6. Теплопроводность и термодиффузия и манганитов.

ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА.

2.1. Методики измерения теплоемкости и термодиффузии.

2.2. Методика измерений электропроводности, термоэдс и теплопроводности стационарным методом.

2.3 Методика измерения магнитокалорического эффекта.

ГЛАВА III. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ МАНГАНИТОВ La,.xAgxMn03.

3.1. Характеристики образцов.

3.2. Электросопротивление.

3.3. Термоэдс.

ГЛАВА IV. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ МАНГАНИТОВ Ea,.xAgxMn03.

4.1. Теплоемкость манганитов LaixAgyMn03 (у<х).

4.4.1. Критическое поведение теплоемкости.

4.2. Термодиффузия (температурапроводность) и теплопроводность манганитов Lai. xAgyMn03 (у<х).

ГЛАВА V. МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАНГАНИТОВ La,.xAgyMn03 (у<х).

5.1. Магнитокалорический эффект: теория и методы исследования.

5.2. Магнитокалорический эффект в манганитах допированных одновалентными ионами (обзор).

5.3. Результаты исследования МКЭ в манганитах La|.xAgyMn03.

Введение диссертация по физике, на тему "Исследование электро- и теплофизических свойств манганитов La1-xAgyMnO3 (y≤x)"

Актуальность. Продолжающийся интерес исследователей к изучению физических свойств перовскитных манганитов обязан прежде всего обнаруженному в них эффекту колоссального магнитосопротивления (KMC), который может найти, а в некоторых случаях уже находит, практическое применение при решении конкретных задач в информационных технологиях. Исследования последних лет в манганитах выявили и ряд новых эффектов с прикладными аспектами, такие как наличие большого магнитокалорического эффекта, что позволяет использовать их в качестве рабочего тела при создании твердотельных экологически чистых магнитных холодильников.

Данная работа посвящена исследованию комплекса тепло- и электрофизических свойств манганитов лантана, допированных серебром. Было установлено, что замещение La одновалентными металлами, такими как К, Na, Ag и т.д. может также вызвать изменение валентности марганца и таким образом индуцировать эффект KMC. Наибольшее внимание среди такого типа материалов в последнее время привлекают манганиты, в которых в качестве легирующего металла используется серебро. В основе такого внимания лежат, кроме чисто научных и вполне прозрачные практические интересы: максимумы эффекта KMC и магнитокалорического эффекта в манганитах LaixAgyMn03 (у<х) весьма велики и проявляются при комнатных температурах, что делает их перспективными функциональными материалами для информационных технологий, медицины и низкотемпературной теплотехники. Кроме того, данные материалы относятся к экспериментально мало изученным объектам.

Комплексное исследование электрических, тепловых, термомагнитных свойств системы LaixAgyMn03 (y<Jc) в зависимости от уровня легирования, температуры и магнитного поля позволит понять природу наблюдаемых в них эффектов и выявить перспективность использования данных материалов в прикладных целях.

Цель работы - Комплексное экспериментальное изучение электрических и теплофизических свойств одних и тех же образцов манганита LaixAgyMn03 (у<х) при различных внешних воздействиях и выявление характерных особенностей, присущих данному классу манганитов.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Измерить электросопртивление и магнитосопротивление манганитов La].xAgyMn03 (у<х) в широкой области температур, магнитных полей и концентраций примеси, акцентируя внимание на поведение в окрестности температур фазовых переходов.

3. Исследовать магнитокалорический эффект в манганитах LaixAgyMn03 (у<х), оценить изменение магнитной энтропии и выявить перспективность их использования для прикладных задач.

Практическая ценность работы

Манганиты с эффектом KMC имеют ясные инновационные перспективы как функциональные материалы для криотехники, датчиков в бытовой и промышленной электронике, для развития информационных технологий. Поэтому установление механизмов и особенностей электро- и теплопроводности и влияния на них внешних факторов представляют несомненную практическую ценность. Кроме того, представленные в работе экспериментальные данные могут сыграть важную роль при построении теоретических моделей фундаментальных физических процессов, происходящих в манганитах. Особую значимость имеют обнаруженные в них значения эффекта колоссального магнитосопротивления и магнитокалорического эффекта, которые приходятся на комнатные температуры и достигают огромных значений. Обнаруженный нами эффект KMC в одном из исследованных составов достигает 57 % в поле 11 кЭ, что является рекордом для данной системы вообще. Большие величины магнитокалорического эффекта в этих материалах и устойчивость к воздействию окружающей среды (коррозия, деградация) делает данные магнитные материалы реальными кандидатами в качестве рабочего тела для твердотельных холодильников.

Публикации и апробация работы.

Основные результаты работы отражены в 31 работах, в том числе в 13 статьях, опубликованных в российских и зарубежных научных изданиях, входящих в перечень журналов, утвержденных ВАК Минобрнауки РФ. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (Махачкала, 2004, 2005, 2006, 2009 гг.); XIX и XX Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, МГУ им. М.В. 5

Ломоносова 2004, 2006 гг.); XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005 г.); на VIII, IX, X и XI Международном симпозиуме «Порядок, беспорядок и свойства оксидов» (Ростов-на-Дону - Сочи, п. Лоо, 2005, 2006, 2007, 2008гг.); на VIII, X и XI Международном симпозиуме «Упорядочение в минералах и сплавах» (Ростов-на-Дону - Сочи, п. Лоо, 2005, 2006, 2007, 2008г.г.); Moscow International Symposium on Magnetism (Москва, МГУ им. M.B. Ломоносова, 2005, 2008 гг.); International Conference «Functional Materials» (ICFM-2005), (Ukraine, Crimea, Partenit: Ukrainian Physical Society.- 2005); XXXIV совещание по физике низких температур (HT-34), (Ростов-на-Дону - Сочи, п. Лоо, 2006г.); Second IIF-IIR International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature, (Portoroz, Slovenia, 2007); Международной научной конференции «Актуальные проблемы физики твердого тела» (Минск 2009 г.); VI Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов (г.Москва, ИМЕТ РАН им. A.A. Байкова, 2009 г.). XXI Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах». (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2009); III Всероссийской молодежной школе-семинаре с международным участием «Инновационные аспекты фундаментальных исследований по актуальным проблемам физики» (ФИАН, Москва - Технопарк ФИАН, г.Троицк, Московская обл. 2009г.).

Исследования, проведенные в настоящей работе, проводились при поддержке грантов: РФФИ 06-02-96612-рюга (2006-2008) «Теплофизические свойства и магнетокалорический эффект в сплавах Ni2+xMn,.xGa и La,.xAgyMn03»; РФФИ 09-08-96533-рюга (2009-2011) «Перспективные материалы для магнитных холодильников - получение и исследование теплофизических и магнитокалорических свойств», РФФИ мобильность молодых ученых: 09-02-09636-мобз (2009) «Участие в IV

Международной конференции «Актуальные проблемы физики твердого тела -Минск»; 09-02- 16008-мобзрос (2009) «Участие в Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах» (НМММ - XXI) -Москва»; Развитие научного потенциала высшей школы на 2005 г. программа «Университеты России» № УР.01.01.045 (2005-2006) «Комплексное исследование фазовых переходов и магнитокалорического эффекта в манганитах La(.xAgxMn03 и сплавах Гейслера NÍ2+xMnixGa»; Ведущая научная школа НШ-4526.2008.2 (2008-2009); Программа фундаментальных исследований ОФН РАН (2006-2011) «Сильно коррелированные электроны в твердых телах и структурах».

Некоторые результаты по исследованию свойств манганитов Lai xAgxMn03, вошли в отчет о деятельности Российской академии наук в 2006 году «Основные результаты в области естественных, технических, гуманитарных и общественных наук» (Отчет РАН за 2006г., стр.16).

За цикл публикаций «Комплексное исследование электро- и теплофизических свойств манганитов LaixAgxMn03», являющийся основной частью настоящей работы, автор был удостоен премии Европейской Академии для молодых ученых России (Academia Europaea Prizes for Young Scientists) по разделу «Физика» за 2009 год.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 121 страницах, иллюстрирована 47 рисунками и 7 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 148 ссылок. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Основные результаты и выводы

1. Показано, что в парамагнитной области поведение р{Т) исследованных нами образцов укладывается в рамки концепции поляронов малого радиуса с энергией активации, убывающей с ростом концентрации серебра. Электросопротивление в ферромагнитной фазе описывается выражением, включающим несколько механизмов рассеяния: электрон-электронный, электрон-магнонный и электрон-примесный.

3. Установлены закономерности изменения универсальных критических параметров теплоемкости вблизи точки фазового перехода. Все исследованные образцы вплоть до {1={Т-ТС)1ТС) соответствуют ферромагнитному гейзенберговскому 3£) классу универсальности критического поведения. Показано, что класс универсальности критического поведения теплоемкости манганитов Ьа].хА§хМпОз не зависит от концентрации серебра.

4. Выявлена аналогия между влиянием допирования и магнитного поля на температурную зависимость теплоемкости системы Ьа]хА§хМпОз.

5. Установлены доминирующие механизмы рассеяния электронов и фононов в пара- и ферромагнитных фазах. Наблюдаемые при Тс аномалии в теплопроводности и термодиффузии связываются с критическими рассеяниями фононов на флуктуациях магнитного параметра порядка, а резкое возрастание теплопроводности ниже Тс - с ослаблением рассеяния фононов на искажениях Яна-Теллера.

6. Показано, что в манганитах Lal.xAgxMnOз наблюдаются большие значения магнитокалорического эффекта (изменение магнитной энтропии

Дж/кг К при ЛЯ= 26 кЭ) вблизи комнатных температур, что делает данные материалы реальными кандидатами в качестве рабочего тела для устройств магнитного охлаждения, работающих при комнатных температурах.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Гамзатов, Адлер Гудретдинович, Махачкала

1. Э.Л.Нагаев. Манганиты лантана и другие магнитные проводники с гигантским магнитосопротивлением. // УФН, 166, 833-858 (1996).

2. М.Ю. Каган, К.И. Кугель. Неоднородные зарядовые состояния и фазовое расслоение в манганитах. // УФН, 171, 577-596 (2001).

3. В.М. Локтев, Ю.Г. Погорелов. Особенности физических свойств и колоссальное магнитосопротивление манганитов. /'/' Физика низких температур, 26, 231-261 (2000).

4. E.Dagotto, T.Hott, A.Moreo. Colosal magnetoresistente materials: the key role of phase separation. // Phys.Reports, 344, 1-53 (2001),

5. Ю.А. Изюмов, Ю.Н. Скрябин. Модель двойного обмена и уникальные свойства манганитов. // УФН, 171, 121-148 (2001).

6. М.В. Salamon, М. Jaime. The physics of manganites: Structure and transport. // Rev. Mod. Phys. 73, 583-628 (2001).

7. E.Dagotto. Open questions in CMR manganites, relevance of clustered states, and analogieswith other compound. // SarXiv:cond-mat/0302550 1, 26 Feb (2003).

8. C.M. Дунаевский. Магнитные фазовые диаграммы манганитов в области их электронного легирования. // ФТТ, 46, 193-211 (2004).

9. Л.П. Горьков. Решеточные и магнитные эффекты в легированных манганитах. // УФН, 168, 665-671 (1998).

10. Y Tokura. Critical features of colossal magnetoresistive manganites. // Rep. Prog. Phys., 69, 797-851 (2006).

11. G. H. Jonker and J. H. Van Santen. Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure. // Physica, 16, 337-349 (1950)

12. E. O. Wollan and W. C. Koehler. Neutron Diffraction Study of the Magnetic Properties of the Series of Perovskite-Type Compounds Ьа!хСахМпОз H Phys. Rev. 100, 545-563 (1955)

13. C. Zener. Interaction between the d Shells in the Transition Metals // Phys. Rev. 81,440-444(1951).

14. P.W. Anderson, H. Hasegawa. Considerations on Double Exchange. // Phys. Rev. 100, 675 (1955).

15. A. J. Millis, P. B. Littlewood, and B. I. Shraiman. Double Exchange Alone Does Not Explain the Resistivity of La|.xSrxMn03 // Phys. Rev. Lett. 74, 5144-5147 (1995).

16. Y. Tokura, Y. Tomioka. Colossal magnetoresistive manganites. // JMMM, 200, 1-23 (1999).

17. H. Kawano, R. Kajimoto, M. Kubota, H. Yoshizava. Ferromagnetism-induced reentrant structural transition and phase diagram of the lightly doped insulator La,.xSrxMn03 (x<~0.17). // Phys. Rev. B 53, 14709 (1996).

18. E.F. Bertaut, F. Forrat. Sur les déformations dans les pérovskites à base de terres rares et d'éléments de transition trivalents. // J. Phys. Radium. 17, 129 (1956).

19. H.L. Yakel, W.C. Koehler, E.F. Bertaut, E.F. Forrat. On the crystal structure of the manganese (III) trioxides of the heavy lanthanides and yttrium. // Acta Cryst.16, 957(1963).

20. A. Waintal, J. Chenavas. Mat. Res. Bull. 218, 819 (1967).

21. E.F. Bertaut. In: Magnetism // Ed. by G.T. Rado, H. Suhl.Academic Press, N.Y. (1963). Vol. III. Ch. 4.

22. G.J. Snyders, C.H. Booth, F. Briges, R. Hiskes, S. DiCarolis, M.R. Beasley, T.H. Geballe. Local structure, transport, and rare-earth magnetismin the ferrimagnetic perovskite Gd0.67Ca0.33MnO3s. // Phys. Rev. B 55, 6453 (1997).

23. H.Y. Hwang, S.-W. Cheong, P.G. Radaelli, M. Marezio, B. Battlog. Lattice Effects on the Magnetoresistance in Doped LaMn03. //Phys. Rev. Lett. 75, 914(1995).

24. Y. Tokura, H. Kuwahara, Y. Moritomo, Y. Tomioka, A. Asamitsu. Competing Instabilities and Metastable States in (Nd,Sm),/2Sri/2Mn03. //Phys. Rev. Lett. 76,3184(1996).

25. Z.M. Wang, T. Tang, Y.P. Wang et al., Room temperature large magnetoresistance and magnetocaloric properties of La0.78Ag0.22MnO3 film. // JMMM. 246, 254 (2002).

26. T. Tang, K.M. Gu, Q.Q. Cao et al. Magnetocaloric properties of Ag-substituted perovskite-type manganites // JMMM 222, 110-114 (2000).

27. Nguyen The Hien, Nguyen Phu Thuy, Preparation and magneto-caloric effect of Lai.xAgxMn03(x=0.10-0.30) perovskite compounds. // Physica B 319, 168 (2002).

28. O.Yu.Gorbenko, O.V. Melnikov, A.R. Kaul et. al., Solid solutions Lai-xAgyMn03+5: evidence for silver doping, structure and properties. // Mat. Sci. and Eng. B 116, 64 (2005).

29. Q.Y. Xu, R.P. Wang, Z. Zhang, Phys. Role of Ag in Lai-jAg^MnC^ manganite perovskite Rev. B 71, 092401 (2005).

30. J Li, Q Huang, Z W Li, L P You, S Y Xu, C K Ong, Microstructure modification and magnetoresistance enhancement by Ag doping in La2/3Sri/3Mn03 thin films prepared by dual-beam pulsed laser ablation. // J. Phys.: Condens. Matter, 13, 3419 (2001).

31. Y.-H. Huang, C.-H. Yan, F. Luo, W. Song, Z.-M. Wang, C.-S. Liao, Large enhancement in room-temperature magnetoresistance and dramatic decrease in resistivity in Lao.7Cao.3Mn03-Ag composites. // Appl. Phys. Lett., 81, 76 (2002).

32. V.L. Joseph Joy, P.A. Joy, S.K. Date, Comment on "Giant magnetoresistance of the LaixAgrMn03 polycrystalline inhomogeneous granular system" Appl. Phys. Lett. 77, 723 (2000). // Appl. Phys. Lett. 78, 3747 (2001).

33. Manjusha Battabyal and T K Dey Seebeck coefficient in polycrystalline Lao.7Sr0 3xAgvMn03 pellets: analysis in terms of a phase separation model. // J. Phys.: Condens. Matter, 18, 493-505 (2006).

34. S. Roy, Y. Q. Guo, S. Venkatesh and N. Ali. Interplay of structure and transport properties of sodium-doped lanthanum manganite. // J. Phys.: Condens. Matter, 13, 9547 (2001).

35. S. Bhattacharya, S. Pal, R. K. Mukherjee, В. K. Chaudhuri and S. Neeleshwar. Development of pulsed magnetic field and study of magnetotransport properties of K-doped LaixCaxyKyMn03 CMR materials. // JMMM, 269, 359 (2004).

36. S. Das, Т.К. Dey, Electrical conductivity and low field magnetoresistance in polycrystalline Lai.xKxMn03 pellets prepared by pyrophoric method. // Solid State Commun. 134, 837 (2005).

37. L. Balcells, J. Fontcuberta, B. Martizen and X. Obradors. High-field magnetoresistance at interfaces in manganese perovskites. // Phys. Rev. В 58, R14697 (1998).

38. A. Asamitsu, Y. Moritomo, and Y. Tokura. Thermoelectric effect in Lai. xSrxMn03 // Phys. Rev. В 53, R2952 (1996).

39. R. Mahendiran, S. K. Tiwary, A. K. Raychaudhuri et al. Thermopower and nature of the hole-doped states in LaMn03 and related systems showing giant magnetoresistance // Phys. Rev. В 54, R9604 (1996).

40. M. Jaime, M. B. Salamon, and K. Pettit. Magnetothermopower in Lao.67Cao.33Mn03 thin films // Appl. Phys. Lett. 68, 1576-1578 (1996).

41. A.M. Алиев, Ш.Б. Абдулвагидов, А.Б. Батдалов, И.К. Камилов и др., Влияние магнитного поля на тепловые и кинетические свойства манганита Sm0.55Sr0.45MnO3. // ФТТ, 45, 124-130 (2003).

42. Н. Мотт, Э. Дэвис, Электронные процессы в некристаллических веществах, Мир, Москва (1982).

43. I. G. Austin and N. F. Mott. Polarons in crystalline and non-crystalline materials. // Adv. Phys. 18, 41 (1969).

44. T.M. Palstra, A.P. Ramirez, S.W. Cheong, B.R. Zegarski, P. Schiffer and J. Zaanen. Transport mechanisms in doped LaMn03: Evidence for polaron formation. // Phys. Rev. B, 56, 5104 (1997).

45. W. Kobayashi, I. Terasaki, M. Mikami, R. Funahashi, T. Nomura and T. Katsufuji. Universal charge transport of the Mn oxides in the high temperature limit // J. Appl. Phys. 95, 6825 (2004).

46. P. Mandal. Temperature and doping dependence of the thermopower in LaMn03. //Phys. Rev. B, 61, 14675 (2000).

47. Urushibara A, Moritomo Y, Arima T, Asamitsu A, Kido G and Tokura Y Insulator-metal transition and giant magnetoresistance in Lai.xSrxMn03 Phys. Rev. B. 51, 14103 (1995).

48. Soma Das, T.K. Dey. Temperature dependence of the thermoelectric power of Lai.xKxMn03 compounds in light of a two phase model. // Physica B, 381, 280-288 (2006).

49. A. Michalopoulou, C. Papastaicoudis, E. Syskakis, Specic heat of poly crystalline La|^SrYMn03 with 0<x<0.4 in the temperature range 70-330 K. // Physica B, 284-288, 1412-1413 (2000).

50. I. Szewczyk, M. Gutowska and B. Dabrowski. Specific heat and phase diagram of heavily doped La,.xSr^Mn03. // Phys. Rev. B, 72, 224429 (2005).

51. B.F. Woodfield, M.L. Wilson, and J.M. Byers. Low-Temperature Specific Heat of La,.xSrxMn03+d // Phys. Rev. Lett. 78, 3201-3204 (1997).

52. E. G. Rini, N. K. Gaur, V. Shelke et al. Specific Heat of LaMn03+5 at 50 K< T<160 K // J. Superconductivity: Incorporating Novel Magnetism, 15, 583585 (2002).

53. A.P. Ramirez, P. Schiffer, S-W. Cheong et al. Thermodynamic and Electron Diffraction Signatures of Charge and Spin Ordering in LaixCaxMn03 // Phys. Rev. Lett. 76, 3188-3191 (1996).

54. Soo Hyun Park, Yoon-Hee Jeong, Ki-Bong Lee and S.J. Kwon. Specific heat and resistivity of a double-exchange ferromagnet La0.7Ca0.3MnO3 // Phys. Rev. B 56, 67-70 (1997).

55. Yoon-Hee Jeong, S.H. Park, T.Y. Koo, K.-B. Lee. Fisher-Langer relation and scaling in the specific heat and resistivity of La0.7Ca0.3MnO3 // Solid State Ionics, 108, 249-254(1998)

56. A. Llobet, J.L. Garcia-Munoz, C. Frontera et al. Magnetism and orbital ordering in La7/8Sr,/8Mn03. // Physica В 289-290, 77-80 (2000).

57. S. Uhlenbruck, R. Teipen, R. Klingeler et al. Interplay between Charge Order, Magnetism, and Structure in La0 87sSr0125МПО3 // Phys. Rev. Lett. 82, 185-188(1999).

58. Никулин Е.И., Егоров B.M., Байков Ю.М. и др. Проводимость, магнитосопротивление и теплоемкость кислороддефицитных образцов Lao67Cao33Mn03-a(0< a< 0.4) // ФТТ 44, 881-887 (2002).

59. M. Ikebe, H. Fujishiro and Y. Konno. Anomalous phonon-spin scattering in La,.xSrxMn03. // J. Phys. Soc. Jap. 67, 1083-1085 (1998).

60. M. Ikebe, H. Fujishiro, S. Sugawara. An evidence for strong phonon-conduction electron interaction from thermal transport anomaly in Nd05oSro5oMn03. // Physica B, 281-282, 496-497 (2000).

61. H. Fujishiro, Sh. Sugawara, M. Ikebe. Anomalous phonon transport enhancement at first-order ferromagnetic transition in (Gd,Sm,Nd)o55Sro45Mn03 // Physica В 316-317, 331-334 (2002).

62. J. Hejtmanek, Z. Jirak, M. Marysko et al. Interplay between transport, magnetic, and ordering phenomena in SmixCaxMn03. // Phys. Rev. B, 60, 14057-14065 (1999).

63. J.L. Cohn, J.J. Neumeier, C.P. Popoviciu et al. Local lattice distortions and thermal transport in perovskite manganites. // Phys. Rev. B, 56, R8495-R8498 (1997).

64. Manjusha Battabyal, Т.К. Dey Thermal and electronic transport in Lao7Sr03 xAgxMn03 compounds between 50 and 450 K. // Physica B, 373, 46 (2006).

65. И.К.Камилов, А.Б.Батдалов, Ш.Б.Абдулвагидов и др. Анизотропия теплопроводности монокристалла УВа2Сиз07.§ в интервале 4-300 К // СФХТ 8, 665-668 (1995).

66. А.Б. Батдалов, Автореферат на соискание ученой степени доктора физ.мат-наук. С.35 (2004).

67. D.W. Visser, А. P. Ramirez, and М. A. Subramanian. Thermal Conductivity of Manganite Perovskites: Colossal Magnetoresistance as a Lattice-Dynamics Transition. // Phys. Rev. Lett. 78, 3947 (1997)

68. P. Берман. Теплопроводность твердых тел. Мир, М. (1979). 287 с.

69. К.Н. Kim, М. Uehara, and S-W. Cheong. High-temperature charge-ordering fluctuation in manganites Phys. Rev. В 62, R11945 (2000)

70. J.F.Mitchel, D.N.Argyrion, C.D.Potter, et al. Structural phase diagram of Ln.xSrxMn03+5: Reationship to magnetic and transport properties. // Physical Review B, 54, 6172-6183 (1996).

71. P.Dai, J. Zang, H.A. Mook et al. Static and dynamic lattice effects in Ln^ xCaxMn03. // Solid State Comm., 100, 865-869 (1996).

72. J.L. Cohn, J.J. Neumeier, C.P. Popoviciu, K.J. McClellan, T. Leventouri, Local lattice distortions and thermal transport in perovskite manganites. // Phys. Rev. B, 56, R8495 (1997).

73. D.C. Worledge, G. Jeffrey Snyder, M.R. Beasley, Т.Н. Geballe, R. Hiskes, S. DiCarolis, Anneal-tunable Curie temperature and transport of Lao67Cao33Mn03. //J. Appl. Phys. 80, 5158 (1996).

74. M. Ikebe, H. Fujishiro, S. Sugawara. An evidence for strong phonon-conduction electron interaction from thermal transport anomaly in Ndo5oSro5oMn03. // Physica B, 281-282, 496-497 (2000).

75. Hiroyuki Fujishiro, Manabu Ikebe, Takaya Akashi, Takashi Goto. Thermal diffusivity of La,.xCaxMn03 up to 1200K // Physica В 316-317, 261-264 (2002).

76. M. Ikebe, H. Fujishiro, S. Kanoh, and T. Mikami. Characteristic Phonon Scattering Enhancement Correlated with Magnetic and Charge Orders in Laj.

77. SxxMn03 (x>0.50) // Phys. Stat. Sol. (b) 225, 135-143 (2001).

78. Ю.П. Гайдуков, Н.П. Данилова, A.A. Мухин и A.M. Балбашов. Поведение скоростей 'звука соединений LaixSrxMn03 в окрестностимагнитных и структурных фазовых переходов // Письма в ЖЭТФ 68, 141-146(1998).

79. Х.Г. Богданов, А.Р.Булатов, В.А.Голенщев-Кутузов и др. Особенности акустических и магнитных свойств манганитов лантана состава Ln0.825Sr0.i75MnO3. // ФТТ, 45, 284-289 (2003).

80. H.Fujishiro, M.Ikebe, Y.Konno et al. Sound velocity anomaly, associated with polaron ordering in LnixSrxMn03. // J. Phys. Soc. Japan, 66, 3703-3705 (1997).

81. Ш.Б. Абдулвагидов, Г.М. Шахшаев, И.К. Камилов. Установка для измерения теплоемкости и теплопроводности тонких образцов // Приборы и техника эксперимента No.5, 134-140 (1996).

82. P. Sullivan and G. Seidel. Steady-state ac-temperature calorymetry // Phys. Rev. 173, 679-685 (1968).

83. Ш.Б. Абдулвагидов. Кандидатская диссертация. Махачкала 1998.

84. А.Б. Батдалов. Кандидатская диссертация. Ленинград 1976.

85. A.M. Алиев. Кандидатская диссертация. Махачкала 2004.

86. М. Battabyal, Т.К. Dey, Low temperature electrical transport in Ag substituted LaMn03 polycrystalline pellets prepared by a pyrophoric method. // Solid State Commun. 131, 337 (2004).

87. K. Kubo and N. Ohata. A Quantum Theory of Double Exchange. // J. Phys. Soc. Japan 33, 21-32 (1972).

88. А.Б. Батдалов, Д.Х. Амирханова, C.B. Плющева, Тепловые и электрические свойства монокристаллов молибдена при низких температурах. // ФТТ 26, 446 (1984).

89. Н.И. Солин, В.В. Машкауцан, А.В. Королев и др., Магнитные поляроны, кластеры и их влияние на электрическиесвойства слаболегированных манганитов лантана. // Письма в ЖЭТФ 77, 275 (2003).

90. Бебенин Н.Г., Зайнуллина Р.И., Машкауцан В.В. др. Кинетические эффекты в Lao.67.xRxSro.33Mn03 (R = Eu, Gd) // ФТТ 43, 482-488 (2001).

91. Абдулвагидов Ш.Б., Камилов И.К., Алиев A.M., Батдалов А.Б. Теплоемкость и электросопротивление манганита Sm0.55Sr0.45MnO3 вблизи Тс в полях до 26 кЭ: флуктуационные эффекты и сценарий развития KMC. // ЖЭТФ, 123, №4, с.857-866(2003).

92. Р.В. Демин, О.Ю. Горбенко, А.Р. Кауль и др., Колоссальное магнитосопротивление при комнатных температурах в эпитаксиальных тонких пленках La,.xAgyMn03. И ФТТ 47, 2195 (2005).

93. P. Raychaudhuri, К. Sheshadri, P. Taneja et al., Spin-polarized tunneling in the half-metallic ferromagnets La0.7^HoxSr03MnO3 (Experiment and theory x=0 and 0.15). //Phys. Rev. В 59, 13919 (1999).

94. P. Dey and Т. K. Nath, Effect of grain size modulation on the magneto- and electronic-transport properties of Lao.7Cao.3Mn03 nanoparticles: The role of spin-polarized tunneling at the enhanced grain surface. // Phys. Rev. B, 73, 214425 (2006).

95. A. de Andres, M. Garcia-Hernandez, and J. L. Martinez, Conduction channels and magnetoresistance in polycrystalline manganites. // Phys. Rev. B, 60, 7328 (1999).

96. M. Garcia-Hernandez, F. Guinea, A. de Andres et al., Coulomb blockade versus intergrain resistance in colossal magnetoresistive manganite granular films. // Phys. Rev. B, 61, 9549 (2000).

97. J.S. Helman and B.Abeles, Tunneling of Spin-Polarized Electrons and Magnetoresistance in Granular Ni Films. // Phys.Rev. Letters, 37, 1429 (1976).

98. M.I. Auslender, E. Rozenberg, A.E. Karkin et al., The nature of the low-temperature minimum of resistivity in ceramic manganites. // J. of Alloys and Сотр. 326,81 (2001).

99. Ping Sheng, B. Abeles, and Y. Arie, Hopping Conductivity in Granular Metals. // Phys. Rev. Lett. 31, 44 (1973).

100. L.Balcells, J. Foncuberta, B. Martinez, and X. Obradors, High-field magnetoresistance at interfaces in manganese perovskites. // Phys.Rev. B 58, R14697 (1998).

101. A. Oleaga, A. Salazar, D. Prabhakaran et al, Critical behavior of Lai-xSrJVIn03 (0<jc<0.35) by thermal diffusivity measurements Phys. Rev. B 70, 184402 (2004).

102. M. Tachibana, J. Yamazaki, H. Kawaji et al, Heat capacity and critical behavior of hexagonal YMn03. //Phys. Rev. B 72, 064434 (2005).

103. A. Oleaga, A. Salazar, D. Prabhakaran, et al, Critical behaviour of RMn03 (R=La, Pr, Nd) by thermal diffusivity and specific heat measurements. // J. Phys. Condens. Matter, 17, 6729 (2005).

104. N. Ghosh, S Rößler, U.K. Rößler et al, Heisenberg-like critical properties in ferromagnetic NdixPb^Mn03 single crystals. // J. Phys. Condens. Matter, 18, 557 (2006).

105. J. Mira, J. Rivas, M. Va'zquez et al, Critical exponents of the ferromagnetic-paramagnetic phase transition of Lai.^SrxCo03 (0.20<x<0.30). // Phys. Rev. B, 59, 123 (1999).

106. T.Shnider and J.M. Singer, Phase transition Approach to High Temperature Superconductivity. Imperial College Press, (2000) 432 P.

107. И.К. Камилов, А.К. Муртазаев, Х.К. Алиев. Исследование фазовых переходов и критических явлений методами Монте-Карло. // УФН, 169, 773-795 (1999).

108. Manoranjan Kar, A. Perumal, and S. Ravi, Critical behavior studies in La^ А^МпОз double-exchange ferromagnet. //Phys. stat. sol. (b) 243, 1908-1913 (2006).

109. K. Ghosh, C. J. Lobb, R. L. Greene et. al, Critical Phenomena in the DoubleExchange Ferromagnet Lao.7Sro.3Mn03. //Phys. Rev. Lett.81, 4740 (1998).

110. Ch. V. Mohan, M. Seeger, H. Kronmiiller et. al, Critical behaviour near the ferromagnetic-paramagnetic phase transition in Lao.8Sro.2Mn03 // JMMM 183, 348 (1998).

111. D. Kim, B.L. Zink, F. Hellman, J.M.D. Coey, Critical behavior of Lao.75Sro.25Mn03. // Phys. Rev. В 65, (2002) 214424

112. S. E. Lofland, V. Ray, P. H. Kim et al, Magnetic phase transition in Lao.ySrojMnCb: Microwave absorption studies. // Phys. Rev. B, 55, 2749 (1997).

113. M. C. Martin, G. Shirane, Y. Endoh et al, Magnetism and structural distortion in the Lao.7Sro.3Mn03 metallic ferromagnet. // Phys. Rev. B, 53, 14285 (1996).

114. J. Yang, Y. Lee and Yan Li, Critical behavior of the electron-doped manganite La0.9Te0.,MnO3. //Phys. Rev. B, 76, 054442 (2007).

115. M.E. Fisher, The renormalization group in the theory of critical behavior. // Review of Modern Physics, 46, 597 (1974).

116. Э.Л. Нагаев. Разделение фаз в оксидных вырожденных магнитных полупроводниках. // ФТТ, 40, 2069-2073 (1998).

117. V.K. Pecharsky, К.A. Gschneidner Jr. Magnetocaloric effect and magnetic refrigeration // JMMM 200, 44-56 (1995).

118. H. Terashita, J.J. Garbe and J.J. Neumeier, Compositional dependence of the magnetocaloric effect in La^CaJvlnCh (0<x<0.52). // Phys. Rev. B. 70 (2004)094403.

119. X. Bohigas, E. del Barco, M. Sales, J. Tejada. Magnetocaloric effect in ■ Lao.65Cao.35Ti1xMn.xO3 ceramic perovskites // JMMM 196-197, 455-457 (1999).

120. Y.X. Zhang, Z.G. Liu, H.H. Zhang, X.N. Xu. Direct measurement of thermal behaviour of magnetocaloric effects in perovskite-type La0.75SrxCa0.25-xMnO3 // Materials Lett. 45, 91-94 (2000).

121. A. R. Dinesen, S. Linderoth, S. Morup. Direct and indirect measurement of the magnetocaloric effect in a La0.6Ca0.4MnO3 ceramic perovskite // JMMM 253, 28-34 (2002).

122. X. Bohigas, J. Tejada, M.L. Marinez-Sarrion, S. Tripp, R. Black. Magnetic and calorimetric measurements on the magnetocaloric effect in La0.6Ca0.4MnO3 // JMMM 208, 85-92 (2000).

123. Phan M H and Yu S C Review of the magnetocaloric effect in manganite materials. // JMMM 308, 325 (2007).

124. V.K. Pecharsky, K.A. Gschneidner, A.O. Tsokol, Recent developments in magnetocaloric materials. // Rep. Prog. Phys. 68, 1479 (2005).

125. E. Bruck, Developments in magnetocaloric refrigeration. // J. Phys. D: Appl. Phys. 38, R381 (2005).

126. V.K. Pecharsky, K.A. Gschneidner, Giant Magnetocaloric Effect in Gd5(Si2Ge2). II Phys. Rev. Lett. 78, 4494 (1997).

127. F.X. Hu, B.G. Shen, J.R. Sun, G.H. Wu, Large magnetic entropy change in a Heusler alloy Ni52.6Mn23.iGa24.3 single crystal. // Phys. Rev. B, 64, 132412 (2001).

128. H. Wada, Y. Tanabe, Giant magnetocaloric effect of MnAs!xSbx. // Appl. Phys. Lett. 79, 3302 (2001).

129. S. Fujieda, A. Fujita, K. Fukamichi, Large magnetocaloric effect in La(FexSi. x)i3 itinerant-electron metamagnetic compounds. // Appl. Phys. Lett. 81, 1276 (2002).

130. Q. Tegus, E. Bruck, K.H. Buschow, F.R. de Boer. Transition-metal-based magnetic refrigerants for room-temperature applications. // Nature 415, 150152 (2002).

131. V.K. Pecharsky and K.A. Gschneidner. Magnetocaloric effect from indirect measurements: Magnetization and heat capacity. // J. Appl. Phys. 86, 565 (1999).

132. Y. Sun, M.B. Salamon, S.H. Chun, Magnetocaloric effect and temperature coefficient of resistance of La2/3(Ca,Pb)i/3Mn03. // J. Appl. Phys. 92, 3235 (2002).

133. H. Terashita, B. Myer, J.J. Neumeier, Influence of a first-order structural transition on magnetocaloric effects in manganese oxides. // Phys. Rev. B, 72, 132415 (2005).

134. C.M. Xiong, J.R. Sun, Y.F. Chen, B.G. Shen, J. Du, Y.X. Li, Relation between magnetic entropy and resistivity in Lao.67Cao.33Mn03. // Magnetics, IEEE Transactions on, 41, 122-124 (2005).

135. Soma Das, T.K. Dey, Magnetic entropy change in polycrystalline La^ xKxMn03 perovskites. // Journal of Alloys and Compounds, 440, 30-35 (2006).