Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 247-252. Transactions Ко1а Science Centre. Chem istry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 247-252. Научная статья УДК 538.9:537.3:53.09 DO I:10.37614/2307-5252.2021.2.5.050 СИНТЕЗ, МИКРОСТРУКТУРА И ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА GdBaCo2O5,5 Т. Н. Тарасенко1, Т. С. Сиваченко2, И. Ю. Решидова3, В. В. Бурховецкий4, А. С. Мазур5 1 , 2 ,з,4Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина, Донецк, ДНР 5Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Автор, ответственный за переписку: Татьяна Сергеевна Сиваченко, t.sivachenko@gmail.com Аннотация В поликристаллических образцах двойного слоистого кобальтита GdBaCo2O5,5 проведены исследования структуры и удельного сопротивления при фазовом переходе 1-го рода «изолятор-металл» (I-M) при нормальном и высоких значениях давления. Сильная зависимость формы температурной петли гистерезиса от скорости изменения температуры свидетельствует о сверхмедленной термической релаксации проводимости. Барические исследования показали рост температуры перехода T im при повышении давления P с барическим коэффициентом dTiM/dP и 10 K/GPa. Для объяснения наблюдаемых эффектов привлечена модель спиновой блокады. Ключевые слова: микроструктура, двойной слоистый кобальтит, фазовый переход «изолятор-металл», сверхмедленная термическая релаксация проводимости, барический коэффициент, спиновая блокада Original article SYNTHESIS, MICROSTRUCTURE AND EFFECT OF HIGH PRESSURES ON TRANSPORT PROPERTIES OF GdBaCo2O5.5 T. N. Tarasenko1, T. S. Sivachenko2,1. Yu. Reshidova3, V. V. Burkhovetskii4, A. S. Mazur5 12,3,4Donetsk Institute for Physics and Engineering named after A. A. Galkin, Donetsk, DPR 5St. Petersburg State University, St. Petersburg, Russia Corresponding author: Tatiana S. Sivachenko, t.sivachenko@gmail.com Abstract In polycrystalline samples of double layered cobaltite GdBaCo2O5.5 the structure and resistivity at the first order “insulator-metal” ( I -M ) phase transition were studied at normal and high pressures. The strong dependence of the shape of the temperature hysteresis loop on the rate of temperature change indicates an infra-slow thermal relaxation of conductivity. Baric studies have shown an increase in the transition temperature T im at increasing pressure P with baric coefficient d T M d P ~ 10 K / G P a . The spin blockade model is used to explain the observed effects. Keywords: microstructure, double layered cobaltite, insulator-metal phase transition, infra-slow thermal relaxation of conductivity, baric coefficient, spin blockade Большой интерес к двойным слоистым редкоземельным кобальтитам LnBaCo 2 O 5+8 (Ln — Y, РЗ-элемент) первоначально был обусловлен рядом наблюдаемых в них интересных особенностей, таких как зарядовое и орбитальное упорядочение, спонтанные фазовые превращения, металл-изолятор, парамагнетик-ферромагнетик, ферромагнетик-антиферромагнетик, структурные фазовые переходы, изменения спинового состояния ионов кобальта, а также магнитные переходы, индуцируемые внешним магнитным полем (см., например, обзор [1]). Однако в последнее время важное практическое применение двойных слоистых РЗ кобальтитов и, в частности, керамического GdBaCo 2 O 5+8 связано с использованием его в качестве катода твердооксидных топливных элементов [2, 3]. Соединения LnBaCo 2 O 5+8 имеют структуру двойного перовскита. При значении 5 = 0,5 разница в размерах между большим катионом Ba и меньшим катионом Ln приводит к образованию слоистой орторомбической кристаллической структуры (пр. гр. Pmmm), которая представлена на рис. 1 [4]. GdBaCo 2 O 5,5 кристаллизуется в перовскитоподобной Pmmm орторомбической пространственной группе с удвоением перовскитной ячейки вдоль b- и с-осей. В такой структуре вдоль с-оси чередуются слои [BaO], [CoO 2 ], [GdOo,5], [CoO 2 ] и т. д., причем упорядочение кислородных вакансий вдоль а-осей внутри GdO 0,5 слоев приводит к чередующимся цепочкам Со-О6 октаэдров и Со-О5 пирамид вдоль а-направлений в CoO 2 -слоях. © Тарасенко Т. Н., Сиваченко Т. С., Решидова И. Ю., Бурховецкий В. В., Мазур А. С., 2021 247