Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 1

замена лантана гадолинием в манганитах La0,67Ca0,33MnO3 и La0jBa0,3MnO3 в концентрации х = 0,1 понижает в 2 раза температуру перехода парамагнетик-ферромагнетик (Т ^ . Замещение празеодима гадолинием в манганите Pro,5-хGdxSro,5MnOз (x = 0,0; 0,1) приводит к повышению удельного сопротивления и магниторезистивного эффекта [Ben Jazia Kharrat et al., 2024]. Изовалентное замещение ионов Pr3+ на ионы Gd3+ (гэфф. = 1,107 A ) [Shannon, 1976] с меньшим ионным радиусом приводит к уменьшению <rA> и усиливает искажение кристаллической структуры. При комплексном частичном замещении иона Pr3+ ионами Gd3+ и Sr2+ возможно снижение искажения структуры по сравнению с исходным манганитом за счет влияния размерного фактора <rA> катиона. Однако известные нам литературные данные не рассматривают влияние низкого уровня комплексного замещения ионов Pr ионами Gd и Sr на искажения кристаллической структуры PrMnO 3 . Таким образом, полученные сведения важны для понимания физической природы манганитов празеодима при замещении элементами со значительной разницей в их ионных радиусах. М атериалы и методы Манганиты PrMnO3, Pr0,9Gd0,1MnO3, Pr0,75Sr0,25MnO3, (Pr0,9Gd0,1)0,75Sr0,25MnO3 синтезированы твердофазным керамическим методом. Исходными материалами для синтеза служили Pr6On, Gd2O3 (Merck Aldrich, 99,9 %), S r ^ 3 (qualified as “high purity”) и Mn2O3 (Sigma-Aldrich, 99,9 %). Для удаления адсорбированной влаги исходные компоненты предварительно прокаливали при Т = 500 °С в течение 8 ч, затем смешивали в необходимых пропорциях, прессовали и обжигали. Термическую обработку проводили в течение 70 ч при температуре 1400 °С для исходного манганита PrMnO 3 и при температуре 1250 °С для легированных манганитов на воздухе с последующим охлаждением внутри печи. Фазовый состав полученных образцов исследовали с помощью дифрактометра XRD -7000 (Shimadzu), в CuKa-излучении (А = 1,5406 A ) в диапазоне углов 2 0 о < 2Ѳ < 70о с шагом 0,02° и выдержкой в точке 2 с. Высокотемпературные рентгеновские исследования проведены с помощью приставки НА-1001 (Shimadzu), установленной на дифрактометре XRD-7000 при нагреве в интервале температур 20 -1200 °С (скорость нагрева 10 °/мин), выдержке при каждой температуре 10 мин и последующей съемке в диапазоне углов 20о < 2Ѳ < 60о с шагом 0,02° и выдержкой 1,5 с. Р езультаты и обсуждение На рисунке 1 показаны расчетные и экспериментальные дифракционные профили всех образцов. Уточнение кристаллической структуры образцов проведено методом Ритвельда с использованием программного комплекса EXPGUI [Toby, 2001]. В таблице приведены параметры кристаллической структуры и достигнутые коэффициенты расхождения для всех исследованных соединений. Согласно результатам рентгенофазового анализа, проведенного при комнатной температуре, образец PrMnO 3 имеет орторомбическую структуру, относящуюся к пространственной группе (пр. гр.) Pbnm (ICDD № 01 -072 -7191 ). Отклонение кристаллической структуры PrMnO 3 от идеальной (кубической) обусловлено значительной разницей между ионными радиусами катиона Pr3+ и аниона O2- (гэфф = 1,35 A ) [Shannon, 1976], фактор толерантности t этого манганита равен 0,894. В орторомбической кристаллической структуре выделяют две подструктуры, обозначаемые как O- и O'-структуры, которые отличаются разным соотношением параметров кристаллической решетки. Формирование O-структуры вызвано вращениями октаэдров MnO6, соотношение параметров ячейки соответствует выражению: a < c/V2 < b. Образование O'-структуры обусловлено совместным влиянием вращения октаэдров MnO6 и ЯТ искажения [Maris, 2004]. Для этой структуры характерно следующее соотношение параметров ячейки: c/V2 < a < b. Замещенные манганиты празеодима также обладают орторомбической структурой (пр. гр.) P bnm (ICDD № 01 -072 -7191 , № 00-069-0576; № 01-086-4288). Исходный манганит PrMnO3 и замещенные манганиты Pr0,9Gd0,1MnO3 и Pr0,75Sr0,25MnO3 имеют соотношение параметров элементарной ячейки, соответствующее O'-фазе, с орбитальным упорядочением, вызванным эффектом Я Г Соотношение параметров ячейки комплексно замещенного манганита (Pr0,9Gd0,1)0,75Sr0,25MnO3 соответствует соотношению для O-фазы. Из рассматриваемых манганитов наименьшим фактором толерантности t , соответственно, наибольшим искажением кристаллической Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2026. Т. 17, № 1. С. 41-51. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2026. Vol. 17, No. 1. P. 41-51. © Ведмидь Л. Б., Федорова О. М., 2026 4 3