ИСТИНА

Низкоразмерные магнитные материалы до сих пор являются малоизученным классом соединений. Систематическое изучение влияния структуры и пути обменного взаимодействия позволит расширить существующие правила Гуденафа-Канамори-Андерсона, качественно оценивающие значение параметра обменного взаимодействия в зависимости от угла между магнитными центрами и связывающим их лигандом. Одним из классов для систематического поиска низкоразмерных магнетиков являются селениты переходных металлов, в которых наблюдаются кронкитоподобные мотивы расположения магнитных ионов, т.е. октаэдры ML6, связаны между собой двумя селенитными группами в экваториальной плоскости октаэдра. Селенитная группа, обладающая стереоактивной неподеленной парой электронов, дополнительно вносит полости в структуры, что затрудняет обменное взаимодействие между магнитными подсистемами низкой размерности (цепочки, плоскости). В данной работе был синтезирован представитель данного класса Ba2Mn(SeO3)2Cl2, кристаллическая структура которого уже была определена в работе [1]. В аналогичных структурах AE2M(SeO3)2Cl2 наблюдаются спиновые цепочки с необычным поведением XY-антиферромагнетиков [2], однако в низких температурах практически все подобные вещества испытывали антиферромагнитное упорядочение. Данный образец был получен в результате гидротермального синтеза при 220 °C в течение 7 дней из хлорида марганца (II) MnCl2∙4H2O, карбоната бария BaCO3 и селенистой кислоты H2SeO3 в стехиометрическом соотношении 2:1:2. Автоклав объемом в 11 мл был заполнен водой до 10%, что позволило избавиться от примеси карбоната бария и получить чистый порошок Ba2Mn(SeO3)2Cl2 бледно розового цвета, что косвенно подтверждает степень окисления Mn 2+. Кристаллическая структура данного вещества была подтверждена РФА. Для анализа магнитных свойств данного соединения были измерены температурная зависимость магнитной восприимчивости и полевая зависимость намагниченности при разных температурах. В ходе анализа кривых было установлено, что соединение не испытывает магнитного упорядочения вплоть до 2 К. Однако при 5.7 К наблюдается корреляционный максимум, свидетельствующий об антиферромагнитной низкоразмерной подсистеме. При оценке высокотемпературной области кривой с помощью закона Кюри-Вейсса полученные параметры слегка завышены μeff = 6.17μB¬ (μтеор = 5.92μB), а температура Вейсса θ равна -12 К, что подтверждает преобладание антиферромагнитного обменного взаимодействия. При попытке описать данную кривую моделью цепочек со спином 5/2, полученный параметр обменного взаимодействия J составил ~ -1.5 K. На полевой зависимость намагниченности соединение не выходит на насыщение в 5μB¬ при 9 Тл, однако при поле 5 Тл наблюдается максимум производной, что свидетельствует о спин-флоп переходе в данной системе. Таким образом, в данной работе было изучено поведение магнитной подсистемы Ba2Mn(SeO3)2Cl2 и установлено, что вплоть до 2 К в данном соединении не наблюдается магнитного упорядочения при параметре обменного взаимодействия в -1.5 K, что с учетом большого спина Mn(II) 5/2 является одним из интересных примеров для дальнейшего анализа. Работа поддержана средствами гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук по соглашению № 075-15-2022-579.