Изучение особенностей кристаллической структуры и спинового состояния семейства теллуратов A2MnTeO6 (A = Li, Ni, Ag, Tl) методом нейтронной дифракции

Особенностью семейства A₂MnTeO₆ (А= Li, Na, Ag, Tl) является треугольная геометрия расположения магнитных ионов, что, в сочетании со слоистой кристаллической структурой, обеспечивает условия для возникновения фрустрированных взаимодействий в магнитной подсистеме при низких температурах.

В работе рассматриваются результаты нейтронографических исследований всех порошков при комнатной и низких температурах. Все образцы кристаллизуются в пространственную группу P-31c, структура представляет собой сотообразные слои чередующихся между собой (MnTeO₆)^2- и немагнитного слоя А⁺. Изучаются особенности кристаллической структуры, обнаружено частичное замещение атомов Mn и Te.

По измерениям температурной восприимчивости в слабых магнитных полях, образцы демонстрируют парамагнитное поведение типа Кюри-Вейсса и не показывают явных признаков установления дальнего магнитного порядка, тогда как на температурной зависимости теплоемкости присутствует λ-аномалия, характеризующая установление дальнего порядка при низких температурах [1].

В результате симметрийного и полнопрофильного анализа определены спиновые структуры в упорядоченном состоянии для соединений при Т = 1.6 К. Модель представляет собой соизмеримую неколлинеарную 120-градусную треугольную структуру, лежащую в плоскости ab с вектором распространения k = (⅓ ⅓ ⅓) для Na₂MnTeO₆и Ag₂MnTeO₆ , и k = (⅓ ⅓ 0) для Li₂MnTeO₆. Нейтронографические измерения на Tl₂MnTeO₆ не показали возникновения дополнительных рефлексов, связанных с организацией дальнего магнитного порядка вплоть до Т = 1.6 К. Проведено сравнение всех исследуемых соединений – несмотря на идентичные кристаллические структуры, обнаружено различие магнитной структуры Li₂MnTeO₆ c упорядочением в Na₂MnTeO₆ и Ag₂MnTeO₆.

[1] Nalbandyan V. B. et al. //Inorganic chemistry. – 2019. – V. 58. – №. 9. – PP. 5524-5532.