Структурные, магнитные и диэлектрические исследования соединений Ауривиллиуса SrBi5Ti4MnO18 и SrBi5Ti4Mn0.5Co0.5O18

Соединения Ауривиллиуса SrBi5Ti4MnO18 и SrBi5Ti4Mn0.5Co0.5O18 были успешно синтезированы модифицированным методом Печини. Оба образца имеют орторомбическую структуру с пространственной группой B2cb. На основании результатов рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии предполагается, что валентное состояние Mn равно +3, тогда как легирующие ионы Co существуют в формах Co2+ и Co3+. Образец SrBi5Ti4MnO18 характеризуется преимущественно парамагнитным состоянием с наличием суперпарамагнитного состояния, что подтверждается результатами электронного парамагнитного резонанса. В то же время SrBi5Ti4Mn0.5Co0.5O18 претерпевает ферримагнитный переход при 161 K, обусловленный антиферромагнитным обменным взаимодействием между подрешётками на основе Co и Mn, а также ферромагнитный переход при 45 K, возникающий вследствие взаимодействия Mn3+–O–Co3+ (низкоспиновое состояние). Для образца SrBi5Ti4Mn0.5Co0.5O18 наблюдаются две диэлектрические аномалии. Одна из них соответствует диэлектрической релаксации релаксорного типа, подчиняющейся функции Фогеля—Фульчера, тогда как другая диэлектрическая релаксация описывается законом Аррениуса и обусловлена коллективным движением кислородных вакансий. Кроме того, образец SrBi5Ti4Mn0.5Co0.5O18 демонстрирует магнодиэлектрический эффект, вызванный эффектом Максвелла—Вагнера вследствие проводимости образца. Это подтверждается тем, что энергия активации процесса диэлектрических потерь близка к энергии активации постоянной проводимости, а магнодиэлектрический эффект зависит от измерительной частоты.