Cation distribution and magnetic structure of M-type BaTiMnFe10O19 examined by synchrotron X-ray and neutron studies
Cation distribution and magnetic structure of M-type BaTiMnFe10O19 examined by synchrotron X-ray and neutron studies
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通过同步加速器 X 射线和中子研究检查 M 型 BaTiMnFe10O19 的阳离子分布和磁性结构
DOI：
10.1107/s1600576716010591
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Takeshi Toyoda and Satoshi Sasaki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Maki Okube;Jumpei Yoshizaki;Takeshi Toyoda and Satoshi Sasaki
用同步x射线和中子的组合研究确定了m型BaTiMnFe10O19的位占率、价态和磁性结构。x射线共振散射研究揭示了位置偏好，其中Ti和Mn离子均匀分布在5个独立Fe位的Fe1、Fe2和Fe3位上。BaTiMnFe10O19的x射线吸收近边缘结构（XANES）和x射线磁圆二色性（XMCD）结果与BaFe12O19的Fe - K吸收边缘相似。在Mn和Fe边缘都存在明显的化学位移，表明Mn和Fe离子的混合价态。Mn - K - XANES类似于Mn - zn铁氧体，根据相对论密度泛函理论的自洽计算，其中观察到的四重峰解释为四配位Mn离子的存在。这可以用S块层中尖晶石亚结构的存在来解释。在8 K温度下，由于有序自旋螺旋排列的磁散射（传播周期为c/τ），在00l上观测到002±τ和004−τ (τ = 2/3)的卫星反射。中子粉末衍射中观察到的磁性结构和XMCD结果解释了BaFe12O19单轴磁化强度降低的原因。
Combinational studies of synchrotron X-rays and neutrons have been performed to determine the site occupancy, valence state and magnetic structure of M-type BaTiMnFe10O19. X-ray resonant scattering studies have revealed the site preference, where Ti and Mn ions are distributed evenly over the Fe1, Fe2 and Fe3 sites of five independent Fe sites. X-ray absorption near-edge structure (XANES) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) results for BaTiMnFe10O19 are similar to those of BaFe12O19 at the Fe K absorption edge. Clear chemical shifts exist at both the Mn and Fe edges, suggestive of a mixed valence of Mn and Fe ions. The Mn K XANES resembles Mn–Zn ferrite, where the observed fourfold peak is explained as the presence of four-coordinated Mn ions, on the basis of the self-consistent calculation of relativistic density functional theory. This can be explained by the presence of spinel substructures within the S block layer. Satellite reflections of 002 ± τ and 004 − τ (τ = 2/3) on 00l were observed at a temperature of 8 K in neutron powder diffraction, due to magnetic scattering on the helicoidal arrangement of ordered spins with a propagation period of c/τ. The magnetic structure observed in the neutron powder diffraction and the XMCD results explain the decreasing uniaxial magnetization from BaFe12O19.
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