Dystorsja strukturalna i spirala magnetyczna w FeSb

badane metodą spektroskopii mössbauerowskiej

K. Komędera1, A.K. Jasek1, A. Błachowski1, K. Ruebenbauer1, A. Krztoń-Maziopa2

1Zakład Spektroskopii Mössbauerowskiej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogicznyul. Podchorążych 2, Kraków

2Katedra Chemii Nieorganicznej i Technologii Ciała Stałego, Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawskaul. Noakowskiego 3, Warszawa

------------------------------------------------------------------------------------------------------

X Ogólnopolskie Seminarium Spektroskopii Mössbauerowskiej OSSM’2014 Wrocław, 15-18 czerwca 2014

Tsc max = 56 K 47 K 18 K 15 K

Fe-based Superconducting Families pnictogens: P, As, Sb chalcogens: S, Se, Te

1111 122 111 11

LnO(F)FeAs AFe2As2 AFeAs FeTe(Se,S)

Ln = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd … A = Ca, Sr, Ba, Eu, K A = Li , Na

at.% Sb

Phase diagram of Fe-Sb

Fe1+xSb

0.08 x 0.38

42.0 – 48.1 at.% Sb

M. Sladecek et al., Defect and Diffusion Forum 194-199, 369 (2001)

c = 0.513 nma = 0.406 nm

FeSb

P63/mmc Sb

Fe

DTI - Fe

Hexagonal P63/mmc structure of FeSb

R. Kumar et al., Phys. Rev. B 32, 69 (1985)

c = 0.513 nma = 0.406 nm

Sb

Fe

DTI - Fe

Hexagonal P63/mmc structure of FeSb

Néel temperature TN vs. x in Fe1+xSbLattice constants vs. x in Fe1+xSb

XRF Fe1.023(8) Sb1.000(2)

FeSb

P63/mmc

Electric Field Gradient + Magnetic Hyperfine Field

= 0°

= 90°

B = 10 T

EFG

EFG + B

EFG + B

zz

yyxx

V

VV

57Fe Mössbauer spectra of FeSb

two different (regular) iron sites with occupancy ratio 2:1 +

interstitial (excess) iron (DTI) with contribution 2.1(5)% Fe1.021(5)Sb

Anisotropy of the hyperfine magnetic fields (spiral projections onto Fe-plane)

in FeSb for both iron sites (2:1)B<100> and B<120> - iron hyperfine field components

along the <100> and <120> directionszz

yyxx

V

VV

Orientation of the EFG and hyperfine magnetic field in the main crystal axes

Proposed deformations from P63/mmc symmetry

Average hyperfine fields <B> for iron sites (2:1 + DTI)Tc - transition temperature

- static critical exponent

Anisotropy of the hyperfine magnetic fields (spiral projections onto Fe-plane)

in FeSb for both iron sites (2:1)B<100> and B<120> - iron hyperfine field components

along the <100> and <120> directions

Proposed deformations from P63/mmc symmetry

Spectral shift S versus room temperature -Fe and

quadrupole coupling constant AQ for both iron sites (2:1)

316 2 QA

Quadrupole splitting in non-magnetic region

Proposed deformations from P63/mmc symmetry

Average hyperfine fields <B> for iron sites (2:1 + DTI)Tc - transition temperature

- static critical exponent

Fe1+xSb - WNIOSKI

• Uzyskano związek Fe1+xSb o bardzo małej zawartości nadmiarowego żelaza wynoszącej x 0.02

• Stwierdzona występowanie deformacji w regularnej podsieci żelaza prowadzącej do dwóch nierównoważnych pozycji Fe w stosunku 2:1 i dużej wartości parametru asymetrii gradientu pola elektrycznego η ≈ 1

• Momenty magnetyczne tworzą spirale antyferromagnetyczne propagujące wzdłuż osi c w stosunku 2:1

Laboratorium Spektroskopii Mössbauerowskiej Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie

Maria Podgórna Aleksandra Jasek Kamila Komędera magistrantka doktorantka, II rok doktorantka, I rok

Laboratorium Spektroskopii Mössbauerowskiej Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie

Dziękuję za uwagę i

ZAPRASZAM do współpracy!

Zakład Spektroskopii Mössbauerowskiej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny

ul. Podchorążych 2, 30-084 Kraków

V Linia Badawcza - Materiały Funkcjonalne i NanomagnetyzmAGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Akademickie Centrum Materiałów i Nanotechnologii

al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

------------------------------------------------------------------------------------------------------

Praca finansowana przez NCN w ramach grantu DEC-2011/03/B/ST3/00446

111112

1 g 002

1 21 2

acos and )(sin2)(cos 1

11111

11111

00

20

211111 g

gg

K. Ruebenbauer, Physica B 172, 346 (1991)

Average angle betweeniron hyperfine fields

and c-axis

Er2-xFe14+2xSi3 single-crystal

J. Żukrowski, A. Błachowski, K. Ruebenbauer, J. Przewoźnik et al., J. Appl. Phys. 103, 123910 (2008)