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

Переход «изолятор-металл» является фазовым переходом первого рода. Он может сопровождаться температурным гистерезисом для объемного расширения, проводимости [5] и коэффициента Зеебека (термо- э.д.с.) [6]. В работе [5] измерения коэффициента теплового расширения проводились со скоростью, не превышающей 0,1 К/min как при нагреве, так и при охлаждении. При температуре T m i ~ 362-363 К наблюдается скачкообразное увеличение линейного размера образца и объема элементарной ячейки. Кривые теплового расширения, полученные при нагреве и охлаждении, демонстрируют небольшой гистерезис аналогично данным резистивных измерений, подтверждая, что превращение металл-изолятор является переходом первого рода. Небольшой гистерезис на температурных зависимостях коэффициента Зеебека и удельного сопротивления в окрестности Tm i наблюдается и для родственного кобальтита HoBaCo 2 O 5,5 [6]. При исследовании фазового перехода I-M в поликристаллическом кобальтите GdBaCo 2 O 5,5 была обнаружена сверхмедленная термическая релаксация проводимости с характеристическими временами т ~ 104 s [7, 8]. При этом наблюдалась сильная зависимость формы петли гистерезиса от скорости изменения температуры. Для объяснения сложной кинетики фазового перехода первого рода «изолятор-металл» был привлечен механизм спиновой блокады, предложенный в работах [6, 7]. Внешнее давление может быть эффективным инструментом для изучения транспортных свойств материала. Несмотря на большое число работ, посвященных изучению спиновых состояний и фазовых переходов в кобальтитах LnBaCo 2 Os+ 8 , практически отсутствуют исследования релаксационных процессов, а также барические исследования. Цель работы: изучение влияния высоких давлений на транспортные свойства двойного слоистого кобальтита GdBaCo 2 O 5,5 и температуру фазового перехода первого рода металл-изолятор, а также объяснение наблюдаемых эффектов с точки зрения спиновой блокады. Синтез образцов Поликристаллические образцы получены методом твердофазного синтеза из порошкообразных окислов Gd 2 O 3 , Co 3 O 4 и карбоната BaCO 3 высокой степени чистоты в стехиометрическом соотношении [7, 8 ]. Размол шихты производился в агатовой ступке в среде этилового спирта. Спрессованная в бруски 5^5x15 мм 3 шихта была подвергнута предварительному обжигу при 1000 °С в течение 8 часов с целью декарбонизации. После первого обжига образцы тщательно перетирались, затем прессовались в брусочки и подвергались окончательному обжигу при 1150 °С в течение 30 часов на воздухе. Для получения упорядоченной структуры охлаждение образцов производилось программно со скоростью 100 °C/h до 900 °С, затем охлаждение печи до комнатных температур происходило самопроизвольно, причем на этом этапе скорость охлаждения всегда была меньше, чем 100 °C/h. Результаты рентгеноструктурного анализа, выполненного с использованием дифрактометра ДРОН-3 (№Ка 1 +а 2 -излучение), показаны на рис. 2. О хорошей кристаллизации свидетельствовали острые дифракционные пики, отвечающие орторомбической Pmmm-группе, посторонние фазы не были обнаружены. Образцы имели формулу GdBaCo 2 O 5 , 5 3 . Такое же значение 5 = 0,53 получено в ряде работ (см, например, [9]). Содержание кислорода определялось термогравиметрическим методом. Закалив образец быстрым охлаждением на воздухе от 450 °С, мы определили, что кислородный индекс уменьшился на ~ 0,03, т. е. приблизился к значению 0,5 [7]. 2 0 , degree Рис. 2. Рентгеновская дифрактограмма GdBaCo 2 O 5,53 Рис. 1. Кристаллическая структура LnBaCo 2 O 5,5 (пр. гр. Pmmm) 2 4 8