RU2542065C1 - Lutetium-containing spin-glass magnetic material - Google Patents
Lutetium-containing spin-glass magnetic material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542065C1 RU2542065C1 RU2014104929/03A RU2014104929A RU2542065C1 RU 2542065 C1 RU2542065 C1 RU 2542065C1 RU 2014104929/03 A RU2014104929/03 A RU 2014104929/03A RU 2014104929 A RU2014104929 A RU 2014104929A RU 2542065 C1 RU2542065 C1 RU 2542065C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lutetium
- spin
- magnetic
- glass
- magnetic material
- Prior art date
Links
- 230000005328 spin glass Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 title abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- -1 iron ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIXXICXIKUPJBX-UHFFFAOYSA-N [Pt].[Rh].[Pt] Chemical compound [Pt].[Rh].[Pt] LIXXICXIKUPJBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области изготовления новых спин-стекольных материалов, которые могут быть полезны для развития магнитных информационных технологий и химической промышленности.The invention relates to the manufacture of new spin-glass materials, which may be useful for the development of magnetic information technology and the chemical industry.
Известно монокристаллическое четырехкомпонентное оксидное соединение Ba2Fe2GeO7 [Г. Петраковский, Л. Безматерных, И. Гудим, О. Баюков, А. Воротынов, А. Бовина, Р. Шимчак, М. Баран, К. Риттер. ФТТ, т.48, №10 (2006)] с "замороженным" пространственным распределением ориентации спиновых магнитных моментов в области низких температур - состоянием спинового стекла, содержащее один сорт магнитных ионов (ионы железа), с кристаллической решеткой, характеризуемой пространственной группой P421m, и синтезированное методом раствор-расплавной кристаллизации.Known single crystal four-component oxide compound Ba 2 Fe 2 GeO 7 [G. Petrakovsky, L. Bezmaternykh, I. Gudim, O. Bayukov, A. Vorotynov, A. Bovina, R. Shimchak, M. Baran, K. Ritter. FTT, vol. 48, No. 10 (2006)] with a “frozen” spatial distribution of the orientation of spin magnetic moments at low temperatures — the state of a spin glass containing one sort of magnetic ions (iron ions) with a crystal lattice characterized by the space group P42 1 m, and synthesized by the solution-melt crystallization method.
Данное соединение характеризуется сложностью технологического процесса синтеза монокристаллов.This compound is characterized by the complexity of the process for the synthesis of single crystals.
Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является оксидное соединение SmFeTi2O7, проявляющее магнитное состояние спинового стекла в области низких температур, с кристаллической решеткой, характеризуемой пространственной группой Pcnb, и синтезированное с помощью твердотельной реакции [Патент РФ №2470897, МПК C04B 35/40, H01L 43/10, опубл. 27.12.12 бюл. №36, (прототип)].The closest to the claimed invention in technical essence is the oxide compound SmFeTi 2 O 7 , exhibiting the magnetic state of spin glass at low temperatures, with a crystal lattice characterized by the Pcnb space group, and synthesized using a solid-state reaction [RF Patent No. 2470897, IPC C04B 35 / 40, H01L 43/10, publ. 12/27/12 bull. No. 36, (prototype)].
В состав данного четырехкомпонентного соединения входят два сорта магнитных ионов самария и железа. Наличие в составе редкоземельного иона самария, обладающего большой нейтронной поглощающей способностью (сечение захвата нейтронов 6800 барн), затрудняет применение к данному оксидному соединению методов нейтронного исследования.The composition of this four-component compound includes two types of magnetic ions of samarium and iron. The presence of samarium in the composition of the rare-earth ion, which has a large neutron absorption capacity (neutron capture cross section 6800 barn), makes it difficult to apply neutron research methods to this oxide compound.
Техническим результатом изобретения является получение нового четырехкомпонентного оксидного материала, содержащего немагнитный редкоземельный ион Lu3+ с низкой нейтронной поглощающей способностью (сечение захвата нейтронов 112 барн).The technical result of the invention is to obtain a new four-component oxide material containing non-magnetic rare-earth ion Lu 3+ with low neutron absorption capacity (neutron capture cross section 112 bar).
Технический результат достигается тем, что в лютецийсодержащем спин-стекольном оксидном материале, содержащем железо, титан и кислород, новым является то, что он дополнительно содержит лютеций, при следующем соотношении компонентов, масс.%: железо 12,73, титан 21,83, лютеций 39,90 и кислород 25,54.The technical result is achieved by the fact that in the lutetium-containing spin-glass oxide material containing iron, titanium and oxygen, it is new that it additionally contains lutetium, in the following ratio of components, wt.%: Iron 12.73, titanium 21.83, lutetium 39.90 and oxygen 25.54.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое изобретение отличается от известного качественным и количественным составом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed invention differs from the known qualitative and quantitative composition, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."
Признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».Signs that distinguish the claimed solution from the prototype are not identified in the study of this and related areas of technology and, therefore, provide the claimed technical solution according to the criterion of "inventive step".
Способ получения спин-стекольного материала LuFeTi2O7 представляет собой синтез реакцией в твердой фазе. В качестве исходных компонентов используются оксиды Fe2O3, TiO2 и Lu2O3. Используется следующее соотношение исходных соединений, масс.%: Fe2O3 - 18,21, Lu2O3 - 45,37 и TiO2 - 36,42.A method for producing spin-glass material LuFeTi 2 O 7 is a synthesis by reaction in the solid phase. As the starting components are used oxides Fe 2 O 3 , TiO 2 and Lu 2 O 3 . The following ratio of starting compounds is used, wt.%: Fe 2 O 3 - 18.21, Lu 2 O 3 - 45.37 and TiO 2 - 36.42.
Шихта составляется из чистых (степень чистоты - "осч") компонентов с учетом фактического содержания основного вещества в синтезируемом материале. С целью более точной навески при составлении шихты исходные компоненты предварительно высушиваются в течение 6-10 часов при температуре 105°C в сушильном шкафу, затем навешиваются с точностью 0,005 г. Исходные компоненты шихты смешиваются и затем перетираются вручную пестиком в агатовой ступке с добавлением этилового спирта. Из приготовленной шихты с помощью пресс-формы под давлением около 10 кбар формуются таблетки диаметром 10 мм и толщиной 1,5-2,0 мм, которые помещаются в алундовый тигель и отжигаются в печи. Нагрев печи, контролируемый программным регулятором, осуществляется со скоростью 150 град/час. Температура в печи измеряется с помощью платино-платино-родиевых термопар, точность измерения не превышает 0,1°C. Перепад температур в рабочей области не превышает 5°C. Охлаждение печи осуществляется естественным путем после отключения нагрева печи. В процессе синтеза лютецийсодержащего спин-стекольного магнитного материала проводится три отжига, режим температурной обработки представлен в табл.1. После завершения каждого отжига таблетки вновь перетираются, формуются и помешаются для последующего отжига в печь.The mixture is composed of pure (purity - "osch") components, taking into account the actual content of the main substance in the synthesized material. In order to make the charge more accurate, the initial components are pre-dried for 6-10 hours at a temperature of 105 ° C in an oven, then hung up with an accuracy of 0.005 g. The initial components of the mixture are mixed and then manually rubbed with a pestle in an agate mortar with the addition of ethyl alcohol . From the prepared mixture using a mold under pressure of about 10 kbar tablets are formed with a diameter of 10 mm and a thickness of 1.5-2.0 mm, which are placed in an alundum crucible and annealed in an oven. The heating of the furnace, controlled by the program controller, is carried out at a speed of 150 degrees / hour. The temperature in the furnace is measured using platinum-platinum-rhodium thermocouples, the measurement accuracy does not exceed 0.1 ° C. The temperature difference in the working area does not exceed 5 ° C. The cooling of the furnace is carried out naturally after turning off the heating of the furnace. In the process of synthesis of lutetium-containing spin-glass magnetic material, three annealing is carried out, the temperature treatment mode is presented in Table 1. After the completion of each annealing, the tablets are again ground, molded and stirred for subsequent annealing in the oven.
Химический и фазовый состав полученных образцов контролируется методом рентгеноструктурного анализа. Содержание элементов в лютецийсодержащем спин-стекольном материале показано в табл.2. Основные кристаллографические характеристики LuFeTi2O7 и параметры рентгеноструктурного эксперимента приведены в табл.3, 4. Согласно результатам рентгеноструктурного анализа лютецийсодержащий спин-стекольный магнитный материал имеет ромбическую кристаллическую структуру, пространственную группу Pcnb.The chemical and phase composition of the obtained samples is controlled by x-ray diffraction analysis. The content of elements in the lutetium-containing spin-glass material is shown in Table 2. The main crystallographic characteristics of LuFeTi 2 O 7 and the parameters of the X-ray diffraction experiment are given in Tables 3, 4. According to the results of X-ray diffraction analysis, the lutetium-containing spin-glass magnetic material has a rhombic crystal structure, the Pcnb space group.
Заявляемое техническое решение иллюстрируется следующим:The claimed technical solution is illustrated by the following:
Из экспериментальных данных следует, что полученный материал (LuFeTi2O7) характеризуется "беспорядком" в распределении ионов железа по кристаллографическим позициям (табл.4), что характерно для соединений со спин-стекольным магнитным состоянием.It follows from the experimental data that the obtained material (LuFeTi 2 O 7 ) is characterized by a “disorder” in the distribution of iron ions over crystallographic positions (Table 4), which is typical for compounds with a spin-glass magnetic state.
Наличие состояния спинового стекла при низких температурах подтверждено измерениями температурной зависимости магнитного момента (фиг.1). Магнитный момент образца, измеренный в магнитном поле Н=500 Ое, при температурах ниже температуры замерзания Tf=4.7 К зависит от способа охлаждения образца (кривая 1 соответствует охлаждению образца во внешнем магнитном поле Н=500 Ое, кривая 2 - в отсутствие магнитного поля).The presence of the state of spin glass at low temperatures is confirmed by measurements of the temperature dependence of the magnetic moment (Fig. 1). The magnetic moment of the sample, measured in a magnetic field H = 500 Oe, at temperatures below the freezing temperature T f = 4.7 K, depends on the method of cooling the sample (curve 1 corresponds to the cooling of the sample in an external magnetic field H = 500 Oe, curve 2 - in the absence of a magnetic field )
Таким образом, заявляемый материал, полученный из оксидов железа, титана, лютеция с помощью твердотельной реакции, магнитная подсистема которого формируется магнитными ионами одного сорта - ионами трехвалентного железа, обладает магнитным состоянием спинового стекла.Thus, the claimed material obtained from oxides of iron, titanium, lutetium by means of a solid state reaction, the magnetic subsystem of which is formed by magnetic ions of the same kind - ferric ions, has a magnetic state of spin glass.
Синтезированный новый магнитный материал, отвечающий формуле LuFeTi2O7, расширяет ряд материалов с магнитным состоянием спинового стекла, формируемого ионами одного сорта, что способствует более глубокому пониманию физики спин-стекольных состояний в системе RFeTi2O7, выявлению роли магнитных подрешеток в формировании "замороженного" пространственного распределения ориентации спиновых магнитных моментов в области низких температур и, соответственно, развитию возможностей применения.The synthesized new magnetic material corresponding to the LuFeTi 2 O 7 formula expands a number of materials with the magnetic state of spin glass formed by ions of the same type, which contributes to a deeper understanding of the physics of spin-glass states in the RFeTi 2 O 7 system , revealing the role of magnetic sublattices in the formation of " frozen "spatial distribution of the orientation of spin magnetic moments at low temperatures and, accordingly, the development of applications.
Claims (1)
Железо 12,73;
Титан 21,83;
Лютеций 39,90;
Кислород 25,54. Lutetium-containing spin-glass oxide material containing iron, titanium and oxygen, characterized in that it additionally contains lutetium, in the following ratio of components, wt.%:
Iron 12.73;
Titanium 21.83;
Lutetium 39.90;
Oxygen 25.54.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014104929/03A RU2542065C1 (en) | 2014-02-11 | 2014-02-11 | Lutetium-containing spin-glass magnetic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014104929/03A RU2542065C1 (en) | 2014-02-11 | 2014-02-11 | Lutetium-containing spin-glass magnetic material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2542065C1 true RU2542065C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53288904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014104929/03A RU2542065C1 (en) | 2014-02-11 | 2014-02-11 | Lutetium-containing spin-glass magnetic material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2542065C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6402980B1 (en) * | 1997-09-19 | 2002-06-11 | Tdk Corporation | Oxide magnetic material, ferrite particles, bonded magnet, sintered magnet, process for producing the same, and magnetic recording medium |
| US6780344B2 (en) * | 2001-10-24 | 2004-08-24 | Alps Electric Co., Ltd. | Garnet ferrite for low-insertion-loss non-reciprocal circuit, method for preparing the same, and non-reciprocal circuit device including the same |
| WO2010023971A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 国立大学法人岡山大学 | Oxide and method for controlling electrical characteristics of electric conductor |
| RU2009141057A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-10 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (RU) | MAGNETIC COBALT-CONTAINING COPPER BORATE AND METHOD FOR PRODUCING IT |
| RU2470897C2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (ИФ СО РАН) | Method of producing samarium-containing magnetic spin glass material |
-
2014
- 2014-02-11 RU RU2014104929/03A patent/RU2542065C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6402980B1 (en) * | 1997-09-19 | 2002-06-11 | Tdk Corporation | Oxide magnetic material, ferrite particles, bonded magnet, sintered magnet, process for producing the same, and magnetic recording medium |
| US6780344B2 (en) * | 2001-10-24 | 2004-08-24 | Alps Electric Co., Ltd. | Garnet ferrite for low-insertion-loss non-reciprocal circuit, method for preparing the same, and non-reciprocal circuit device including the same |
| WO2010023971A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 国立大学法人岡山大学 | Oxide and method for controlling electrical characteristics of electric conductor |
| RU2009141057A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-10 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (RU) | MAGNETIC COBALT-CONTAINING COPPER BORATE AND METHOD FOR PRODUCING IT |
| RU2470897C2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (ИФ СО РАН) | Method of producing samarium-containing magnetic spin glass material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hosono et al. | Occurrence of superoxide radical ion in crystalline calcium aluminate 12CaO. 7Al2O3 prepared via solid-state reactions | |
| Racu et al. | Direct low temperature hydrothermal synthesis of YFeO3 microcrystals | |
| RU2470897C2 (en) | Method of producing samarium-containing magnetic spin glass material | |
| JP6971089B2 (en) | A method for manufacturing a solid electrolyte, a method for manufacturing an electrode material for an all-solid-state battery, and a method for manufacturing an all-solid-state battery. | |
| CN113897665A (en) | Preparation method of high-titanium and high-water-content forsterite single crystal | |
| RU2542065C1 (en) | Lutetium-containing spin-glass magnetic material | |
| Liu et al. | Effects of CuO-doping on growth, structure, and electrical properties of lead-free piezoelectric K0. 5Na0. 5NbO3–BiCoO3 single crystals | |
| RU2654946C1 (en) | METHOD FOR OBTAINING A BISMUTH GERMANATE Bi4Ge3O12 | |
| Dhuria et al. | Influence of LTSSR and HTSSR synthesis methods on the structural properties of YFeO3 orthoferrite | |
| Firdous et al. | Dielectric and thermal studies on gel grown strontium tartrate pentahydrate crystals | |
| CN114016134A (en) | A kind of preparation method of high chromium and high water content cobalt olivine single crystal under high temperature and high pressure | |
| RU2526086C1 (en) | Spin-glass magnetic material | |
| Devi et al. | Microstructural and high temperature dielectric, ferroelectric and complex impedance spectroscopic properties of BiFeO3 modified NBT-BT lead free ferroelectric ceramics | |
| Ouyang et al. | Crystal structures and phase transformation of two novel solvates of valnemulin hydrochloride | |
| Lazoryak et al. | Reduction and re-oxidation behavior of calcium iron phosphate, Ca9Fe (PO4) 7 | |
| CN102503392B (en) | Single-phase multi-ferreous strontium-ferrite ceramic material and preparation method thereof | |
| Masloboeva et al. | Niobium (V) oxide doped with Mg2+ and Gd3+ cations: synthesis and structural studies | |
| Popova et al. | Phase equilibria in the LaAlO3-LaSrAlO4 system | |
| RU2555719C1 (en) | Spin glass magnetic material | |
| Tang et al. | Fabrication of nickel nitrate hydroxide microsphere with inheriting morphology to β-Ni (OH) 2 and NiO | |
| RU2810277C1 (en) | METHOD FOR OBTAINING Bi2Ge2O7 COMPOUND | |
| Utkin et al. | Composition and microstructure of zirconium and hafnium germanates obtained by different chemical routes | |
| CN108950687B (en) | Borax crystals, method for producing same and use thereof | |
| RU2676047C1 (en) | METHOD OF OBTAINING Mn-Fe-CONTAINING SPIN-GLASS MAGNETIC MATERIAL | |
| RU2019133748A (en) | METHOD FOR PRODUCING MULTIFERROIC BASED ON FERROMAGNETIC GLASS MATRIX |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200212 |