Детальная информация

In this work, the magnetic and electronic properties of the mineral hausmannite (Mn[3]O[4]) have been studied using both experimental and theoretical methods. Magnetic susceptibility chi was measured in the paramagnetic region over the temperature range of 288-1000 K using the Faraday method. The anomalies recorded at 657 K and 898 K in the chi{-1} (T) plots were attributed to the Jahn-Teller effect, and this phenomenon was also found in the differential scanning calorimetry (DSC) analysis. Using the first-principles calculations based on the DFT+U method within the Quantum ESPRESSO package, the magnetic moment values of -4.1113 and 3.4801 Bohr magnetons (mu[B]) for Mn{2+} and Mn{3+} ions, respectively, were obtained. The result of a net magnetization of 6.00 Mu[B] per cell was established which indicated the ferrimagnetic nature of the object. Band structure analysis confirmed the semiconductor nature of hausmannite (a theoretical band gap E[g] approximately 0,82 eV).

Проведено комплексное исследование магнитных и электронных свойств минерала гаусманнита Mn[3]O[4] с применением как экспериментальных, так и теоретических методов. Магнитная восприимчивость chi измерялась в парамагнитной области в диапазоне температур 288 - 1000 K методом Фарадея. Аномалии, зарегистрированные на температурной зависимости chi{-1} (T) при 657 и 898 K, интерпретированы как проявление эффекта Яна - Теллера; данное явление также обнаружено в ходе анализа методом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC). Расчеты из первых принципов в рамках теории функционала плотности и модели Хаббарда (DFT + U), выполненные с использованием пакета Quantum ESPRESSO, показали, что магнитные моменты ионов Mn{2+} и Mn{3+} составляют -4,1113 и 3,4801 магнетонов Бора mu[B], соответственно, что приводит к суммарной намагниченности 6,00 mu[B] на элементарную ячейку, что свидетельствует о ферримагнитной природе соединения. Анализ зонной структуры гаусманнита подтвердил его полупроводниковый характер (теоретическая ширина запрещенной зоны E[g] приблизительно 0,82 эВ).

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Выходит с 07.2019. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. Т. 18, № 2, 2025. — 1 файл (12,4 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j25-320.pdf>.