In the low temperature region, a change in the magnetic state was detected in the new NaNiFe2(VO4)3 magnetic compound, confirmed by the results of experimental study by gamma resonance and magnetometry methods. The formation of disordered magnetism in multicomponent vanadate is facilitated by the features of the crystal structure, in which magnetically active cations occupy several crystallographically non-equivalent mixed positions with uneven filling with iron and nickel ions.

A new magnetic compound NaZnFe2(VO4)3 obtained by solid-phase synthesis has been studied using X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, electron paramagnetic resonance, measurement of the temperature dependence of the dielectric permeability, and magnetometry. The crystalline structure of NaZnFe2(VO4)3 is described by a triclinic spatial group of symmetry P1 with the parameters of an elementary crystalline chain: a = 6.74318 (7) Å, b = 8.1729 (1) Å, c = 9.8421 (1) Å, α = 106.2611 (9)º, β = 104.55 (1)º, γ = 102.337 (1)º, V = 479.88 (1) Å3, Z = 2. Magnetic Fe3+ cations in the cell occupy six positions populated together with diamagnetic Zn2+ cations, which leads to states of magnetic inhomogeneity and local violation of charge neutrality. Data from resonance and magnetic studies of NaZnFe2(VO4)3 confirm the main role of high-spin Fe3+ iron cations in the formation of magnetism with competing exchange magnetic interactions and a high value of the frustration index. It is shown that the magnetic subsystem of a sample with a negative asymptotic Neel temperature undergoes a magnetic transition from the paramagnetic state to the magnetic state of the spin glass when the temperature decreases. T.V. Drokina 1, M.S. Molokeev M.C. 1, 2, D.A. Velikanov 1, O.A. Bayukov 1, A.M. Vorotynov 1, A.L. Freidman 1, G.A. Petrakovskii 1 1 L.V. Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center KSC Siberian Branch of Russian Academy of Science, Krasnoyarsk, 660036, Russia 2 Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660074, Russia

Nickel ferrite nanoparticles 4 nm in size were synthesized by chemical deposition. Subsequent annealing at T=700℃ for 5 h led to an increase in the particle size to 63 nm. The Mössbauer spectra and the frequency-field dependences of ferromagnetic resonance have been measured. It has been shown that freshly prepared powders are superparamagnetic at room temperature. The kinetic dependences of the heating of nanoparticles in the ferromagnetic resonance mode at a frequency of 8.9 GHz were measured. It was found that the maximum rate of temperature increase in this mode for a ferromagnetic powder is an order of magnitude greater than for the superparamagnetic state (1.2 and 0.13 K/s, respectively). The latter is determined by the saturation magnetization of the studied powders.

The effect of chemical pressure (x) on the spin state of iron ions in FexMn1-xS single crystals (0.12≤ x≤0.29) is studied by the method of Mössbauer spectroscopy in the range 4.2-300 K. Features of the formation of the paramagnetic and antiferromagnetic phases for solid solutions are revealed. It was found that when x changes in FexMn1-xS, the Mn2 + cations are replaced by Fe2 + cations in the high-spin state. A decrease in the interionic distances in FexMn1-xS causes a change in the state of Fe2 + ions in the samples at x = 0.25 and 0.29. In the magnetically ordered phase at 4.2 K, the changes in the asymmetry parameter of the electric field gradient tensor (EFG) and the angle between the directions of the magnetic moment and the principal axis of the electric field gradient from 21o in the sample from x = 0.12 to 33o at x = 0.29 were observed.

Методом твердофазного синтеза получено новое магнитное соединение NaNiFe2(VO4)3, приведены результаты изучения методами рентгеновской дифракции, гамма-резонанса и магнитометрии. Кристаллическая структура многокомпонентного ванадата описывается триклинной пространственной группой симметрии P1. Элементарная ячейка содержит шесть неэквивалентных смешанных катионных позиций, занятых разновалентными ионами переходных металлов железа Fe3+ и никеля Ni2+, что способствует реализации состояния с локальным нарушением зарядовой нейтральности. Кроме того, обнаружено наличие двух типов позиций атомов железа: с кислородным окружением как в виде октаэдров, так и квадратных пирамид с неравновероятной их заселенностью железом и никелем. Ход температурной и полевой зависимостей намагниченности в широком температурном интервале характерен для парамагнетика, содержащего ферромагнитные кластеры. Ключевые слова: многокомпонентные ванадаты, кристаллическая структура, магнитные свойства.

Polycrystalline HoFeTi2O7 samples were obtained by solid-phase synthesis and studied by X-ray diffraction, gamma resonance, and SQUID methods. The characteristics of structural properties are presented, indicating the distribution of iron atoms over nonequivalent crystallographic positions and their uneven filling in the positions mixed with titanium. Spin disorder formed by mixing magnetic and nonmagnetic ions, spatial inhomogeneity of interactions that determine the magnetic structure in the crystal leads to the formation of competing exchange magnetic interactions between the nearest neighbors, frustration of magnetic bonds and the absence of long-range magnetic order. It has been shown that the temperature dependence of the static magnetic susceptibility at low temperatures has features characteristic of the spin glass magnetic state.

The results of the study of structural, thermal, static magnetic and resonance properties of the low-dimensional compound NaCuFe2(VO4)3 prepared by the standard solid-phase reaction method are presented. In the temperature range 110–300 K and in the X-band, an electron paramagnetic resonance was observed, characterized by a g-factor equal to 2.008. The magnetic properties of the sample with a high level of frustrations in the paramagnetic, antiferromagnetic, and disordered states are investigated. A shift of the Néel temperature to high temperatures under the influence of an external magnetic field was detected. The reasons for the appearance of disordered magnetism in NaCuFe2 (VO4) 3 are discussed. The features of the effect of sodium substitution by lithium on the physical properties of the ACuFe2 (VO4) 3 (A = Na, Li) system are revealed. It is shown that under the influence of chemical pressure there is a transformation of lattice parameters, distances between magnetic ions, crystallite size, which leads to a change in physical properties.

Методом твердофазного синтеза при температуре 1000 °C получены структурированные композиционные материалы СaFe2O4—α-Fe2O3 (содержание α-Fe2O3 2—82 мас.%). Изучение фазового состава образцов выполнено методом рентгеновской дифракции. Показано, что в зависимости от состава шихты изменение содержания фаз СaFe2O4 и α-Fe2O3 происходит по линейному закону. С помощью сканирующей электронной микроскопии показано формирование двухфазной системы α-Fe2O3—СaFe2O4. Методом мёссбауэровской спектроскопии при комнатной температуре установлено формирование катионных вакансий железа в кристаллической структуре СaFe2O4 при отсутствии структурных дефектов α-Fe2O3. Показано, что катионные вакансии могут формироваться при синтезе образцов в воздушной атмосфере.

Square-plated magnetite nanocrystals with a high aspect ratio (~ 1/9) are prepared by the co-precipitation from a solution in the presence of arabinogalactan. The magnetic anisotropy constant of particles is several times higher than the constant of spherical magnetite particles, which leads to increased hysteresis properties for specific volume of the particle.

Методами мессбауэровской спектроскопии и ферромагнитного резонанса изучены порошки гематита после ультразвуковой обработки в режиме кавитации в водной суспензии и в водной суспензии с органической составляющей (белок альбумин). Обнаружено формирование новой магнитной фазы после ультразвуковой обработки суспензий с альбумином. Магнитные параметры новой фазы совпадают с соответствующими параметрами металлической фазы alpha-Fe. DOI: 10.21883/PJTF.2017.24.45334.16984

Методом гидролиза солей 3d-металлов получены порошки наночастиц ферригидрита и наночастиц ферригидрита, легированных кобальтом в соотношении 5 : 1. Методом мессбауэровской спектроскопии показано, что кобальт равномерно размещается по характерным кристаллохимическим позициям ионов железа. Определены температуры блокировки. Оценены размеры частиц, величины намагниченности, константы поверхностной и объемной анизотропии. Легирование кобальтом приводит к существенному увеличению константы анизотропии частицы и формирует поверхностную вращательную анизотропию с Ku=1.6·10-3 erg/cm2. Работа поддержана Специальной программой Министерства образования и науки РФ для Сибирского федерального университета, а также грантами РФФИ N 16-03-00969 и РФФИ-ККФН р-сибирь-а (проект N 15-42-04171). DOI: 10.21883/FTT.2017.03.44166.329

Проведено сопоставление каталитических свойств ферросфер, содержащих 76–97 мас. % Fe2O3, в процессе окислительной конденсации метана с их фазовым составом и катионным распределением железа по кристаллографическим позициям железосодержащих фаз в стационарном состоянии. Установлено, что при содержании Fe2O3 89 мас. % маршрут окисления метана изменяется. На ферросферах с содержанием Fe2O3 < 88.8 мас. % основным маршрутом реакции является глубокое окисление. При содержании Fe2O3 89 мас. % резко увеличивается выход углеводородов C2 и уменьшается вклад глубокого окисления. Выход углеводородов C2 коррелирует с количеством дефектов в структуре феррошпинели, которые представляют собой ионы железа с тетраэдрическим катионом Ca2+ и октаэдрической катионной вакансией среди ближайших соседей.