Crystal and magnetic structure of the perovskites RBaMn2O6-d (where d=0 et 0.5)
Structure cristalline et magnétique de perovskites RBaMn2O6-d (où d=0 et 0.5)
Résumé
In our study we have synthesised and studied the structural and magnetic properties of the perovskite RBaMn2O6-d (where d=0 and 0.5).
Concerning the compound YBaMn2O6, DSC measurements show that it undergoes three transitions: two around 500K and a third one at 750K. X-ray and neutron diffraction studies have shown that the high temperature phase crystallises in the space group P4/nbm. The X-ray and neutron diffraction patterns show only one structural transition whereas two endothermic peaks are observed in the DSC measurements around 500K. The intermediate phase structure was refined in the space group C2/m. The charge ordered phase (that below 500K) being characterised by a low symmetry, we have realised a combined X-ray/neutron diffraction refinement. The results which were obtained show a difference of only 15%, with respect to the ideal charge separation Mn3+/Mn4+. The refinement of the magnetic structure, and the magnetic susceptibility measurements indicate the formation of Zener polarons containing four manganese cations.
The compound YBaMn2O5.5 crystallises in the space group Icma, its cell being twice that of the lanthanum same compound. This is due to the existence, in the YBaMn2O5.5 compound, of a rotation of the octahedra around the [001] direction. The refinement of the magnetic structure and the magnetic susceptibility measurements have shown that the magnetic moments of the Mn3+ cations present in the structure, are antiferromagnetically coupled.
The study of the RBaMn2O6 compounds has allowed us to establish a phase diagram as a function of rare earth cations and temperature.
Concerning the compound YBaMn2O6, DSC measurements show that it undergoes three transitions: two around 500K and a third one at 750K. X-ray and neutron diffraction studies have shown that the high temperature phase crystallises in the space group P4/nbm. The X-ray and neutron diffraction patterns show only one structural transition whereas two endothermic peaks are observed in the DSC measurements around 500K. The intermediate phase structure was refined in the space group C2/m. The charge ordered phase (that below 500K) being characterised by a low symmetry, we have realised a combined X-ray/neutron diffraction refinement. The results which were obtained show a difference of only 15%, with respect to the ideal charge separation Mn3+/Mn4+. The refinement of the magnetic structure, and the magnetic susceptibility measurements indicate the formation of Zener polarons containing four manganese cations.
The compound YBaMn2O5.5 crystallises in the space group Icma, its cell being twice that of the lanthanum same compound. This is due to the existence, in the YBaMn2O5.5 compound, of a rotation of the octahedra around the [001] direction. The refinement of the magnetic structure and the magnetic susceptibility measurements have shown that the magnetic moments of the Mn3+ cations present in the structure, are antiferromagnetically coupled.
The study of the RBaMn2O6 compounds has allowed us to establish a phase diagram as a function of rare earth cations and temperature.
Cette thèse porte sur la synthèse et l'étude des propriétés structurales et magnétiques de perovskites RBaMn2O6-d (où d = 0 et 0,5).
En ce qui concerne le composé YBaMn2O6, les mesures par DSC indiquent que celui-ci subit trois transitions : deux autour de 500K et la troisième à 750K. L'étude par diffraction des rayons X et de neutrons a montré que la phase de plus haute température cristallisait dans le groupe P4/nbm. Les diffractogrammes de rayons X et de neutrons ne présentent qu'un seul changement alors que deux transitions sont observées par DSC au voisinage de 500K. La phase intermédiaire a été affinée dans le groupe d'espace C2/m. La phase d'ordre de charges (en dessous de 500K) étant de basse symétrie, nous avons réalisé un affinement combiné rayons X-neutrons. Les résultats obtenus indiquent un écart de seulement 15% par rapport à un ordre de charges idéal Mn3+/Mn4+. L'affinement de la structure magnétique et les mesures de susceptibilité magnétique indiquent la formation de polarons de Zener contenant quatre cations manganèse.
Le composé YBaMn2O5,5 cristallise dans le groupe d'espace Icma, sa maille étant double de celle du composé au lanthane. Ceci est du à l'existence d'une rotation des octaèdres de la structure autour de la direction [001] dans le composé YBaMn2O5,5. L'affinement de la structure magnétique ainsi que les mesures de susceptibilité magnétique indiquent que les spins des cations Mn3+ présents dans la structure sont couplés de manière antiferromagnétique.
L'étude des composés RBaMn2O6 nous a permis d'établir un diagramme de phases en fonction de la terre rare et de la température.
En ce qui concerne le composé YBaMn2O6, les mesures par DSC indiquent que celui-ci subit trois transitions : deux autour de 500K et la troisième à 750K. L'étude par diffraction des rayons X et de neutrons a montré que la phase de plus haute température cristallisait dans le groupe P4/nbm. Les diffractogrammes de rayons X et de neutrons ne présentent qu'un seul changement alors que deux transitions sont observées par DSC au voisinage de 500K. La phase intermédiaire a été affinée dans le groupe d'espace C2/m. La phase d'ordre de charges (en dessous de 500K) étant de basse symétrie, nous avons réalisé un affinement combiné rayons X-neutrons. Les résultats obtenus indiquent un écart de seulement 15% par rapport à un ordre de charges idéal Mn3+/Mn4+. L'affinement de la structure magnétique et les mesures de susceptibilité magnétique indiquent la formation de polarons de Zener contenant quatre cations manganèse.
Le composé YBaMn2O5,5 cristallise dans le groupe d'espace Icma, sa maille étant double de celle du composé au lanthane. Ceci est du à l'existence d'une rotation des octaèdres de la structure autour de la direction [001] dans le composé YBaMn2O5,5. L'affinement de la structure magnétique ainsi que les mesures de susceptibilité magnétique indiquent que les spins des cations Mn3+ présents dans la structure sont couplés de manière antiferromagnétique.
L'étude des composés RBaMn2O6 nous a permis d'établir un diagramme de phases en fonction de la terre rare et de la température.
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