Paramagnetic resonance studies on mn II) and fe (II,III) coordinated copmlex ferrates

Abstract

LiMnO2-LiGaO2 (% 2 mol Mn), La0.75Sr1.25MnO4-LaSrAlO4 (% 2 ve 4 mol Mn) katıçözeltileri içerisindeki degisken degerlikli Mn (II, III, IV) atomlarının ve LiFeO2-LiGaO2 (%5mol Fe), LiFeO2-LiScO2 (%5 mol Fe), LaFeO3-LaGaO3 (%3 mol Fe) katı çözeltileriiçerisindeki Fe atomlarının düsük sıcaklıkta manyetik karakterizasyonu, ElektronParamanyetik Rezonans (EPR) teknigi ile çalısıldı. X-band (9.6-9.8 GHz) ölçümleri, 5-300 Ksıcaklık aralıgında gerçeklestirildi. LiMnO2-LiGaO2 katı çözeltisi için, antiferromanyetikdüzen sıcaklık sisteminde, 26, 51 ve 80 K civarında üç manyetik faz geçisi ve spin camsıdavranısı gözlemlendi. Aynı ve farklı iyonlar arasındaki dipolar ve degis-tokus etkilesmeleri,kompleks tozların çizgi genislemesi ve absorbsiyon siddet karakteristigi üzerinde önemli roloynar. La0.75Sr1.25MnO4-LaSrAlO4 katı çözeltisindeki Mn2+ iyonları için bozulmus oktahedralsimetri belirlendi. Mn2+ iyonları için sıfır alan yarılma parametreleri, D = 490 Gauss (eksensimetrisi) ve E = 145 Gauss (ortorombik simetri), teorik heseplamalardan elde edildi. Mn2+iyonlarının enerji seviyeleri arasındaki geçisler belirlendi. Farklı Mn konsantrasyonları için 67K ve 105 K de manyetik faz geçisleri gözlendi. zinli geçislere ek olarak, 14 K in altında Mn4+iyonundan gelen yasak geçis, DMS=2, gözlendi. Her iki kompleks oksit için, absorbsiyonsiddeti, azalan sıcaktıkta Curie-Weiss davranısı gösterir. Ferrat yapıdaki LiFeO2-LiGaO2 katıçözeltisi için, 25 K ve 80 K arasında, paramanyetik yapıdan sapma gözlendi. Fe3+ içerenviLiFeO2-LiScO2 için sıfır alan yarılma parametreleri teorik olarak A = 40 Gauss, D = 650Gauss ve E = 80 Gauss bulundu ve ortorombik simetride paramanyetik kaynagın Fe3+ iyonuoldugu tespit edildi. Curie-Weiss davranısı, ferromanyetik etkilesmelerden dolayı 230..Küzerinde ve 100..K altında gözlenebilir. Perovskite yapıdaki LaFeO3-LaGaO3 katı çözeltisiküme yapısından ziyade polikristal yapıya sahiptir.Anahtar Kelimeler: EPR, kompleks oksitler, perovskite, ferrat, manganat.

Low temperature magnetic characterization on heterovalent Mn (II, III, IV)atoms including solid solutions of LiMnO2-LiGaO2 (2 mol % of Mn), La0.75Sr1.25MnO4-LaSrAlO4 (2 and 4 mol % of Mn) and Fe atoms including LiFeO2-LiGaO2 (5 mol % ofFe), LiFeO2-LiScO2 (5 mol % of Fe), LaFeO3-LaGaO3 (3 mol % of Fe) have beenstudied by Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique. The X-band (9.6-9.8GHz) measurements have been performed in the temperature range of 5-300 K. Thethree magnetic phase transitions around 26, 51, 80 K and spin glass behavior areobserved in the temperature regime of long range antiferromagnetic ordering for solidsolution of LiMnO2-LiGaO2. Dipolar and exchange interactions between same anddifferent ions play important role on line-broadening and absorption intensitycharacteristics of these complex powders. Mainly distorted octahedral symmetry hasbeen determined for Mn2+ ions in the solid solution of La0.75Sr1.25MnO4-LaSrAlO4. Thezero field splitting (ZFS) parameters, D = 490 Gauss due axial and E = 145 Gauss dueorthorhombic terms have been obtained from theoretical calculations for Mn2+ ions. Thetransitions between corresponding energy levels have been specified for Mn2+ ions. Twoivmagnetic phase transitions around 67 K and 105 K for two different concentrations ofMn have been observed. In addition to allowed transitions, the forbidden DMS=2