Ho3+掺杂对六角YMn0.8Fe0.2O3微结构和磁性质的调控

作者：张爱梅; 潘茜茜; 张大山; 朱佳佳; 吴小山

来源：人工晶体学报, 2022, 51(12): 2096-2103.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20221118.006

• 六角YMnO3
• 结构畸变
• MnO5双锥体
• 三聚作用
• 超交换作用
• 磁性

本文利用高温固相反应法合成了六角Y1-xHoxMn0.8Fe0.2O3多晶样品，研究Ho3+掺杂对YMn0.8Fe0.2O3微结构以及磁性质的影响。X射线衍射和拉曼测量结果显示所有样品均为单相六角结构，当Ho3+掺杂浓度低于0.15时，晶格常数a、c,晶胞体积及Mn—O键长均随着掺杂浓度的增加而减小。A位稀土原子位移差以及拉曼声子模式的变化表明随着Ho3+掺杂比例增加，A位稀土原子相对于平面的偏移减小，MnO5双锥体倾斜角减小，B位Mn3+的三聚作用被削弱，Mn3+—O2-—Mn3+间超交换作用减弱，反铁磁(AFM)序被抑制，反铁磁转变温度下降。磁性测量显示低温下Y0.9Ho0.1Mn0.8Fe0.2O3的磁化强度显著增强，弱铁磁(WFM)序增加，归因于Ho3+加入后系统磁阻挫行为的降低及Ho3+—O2-—Mn3+间自旋交换作用产生的铁磁序。这为进一步探索室温多铁性材料提供了思路。

• 单位
  固体微结构物理国家重点实验室; 南京大学; 河海大学