MAGNETIZATION CURVES FOR LITHIUM-COBALT AND LITHIUM-NICKEL ORTHOPHOSPHATES

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The magnetization curves of nanocomposites with LiCoPO4, LiNiPO4 and LiNi0.5Co0.5PO4 orthophosphate particles have been studied in the low temperature range. The measurements were performed both on direct current and in alternating fields. The dependence of the magnetic susceptibility on the magnetic field in alternating fields and the susceptibility measured at direct current is compared. An anomalous maximum of susceptibility is observed in a field with a strength of about ~ 32 kOe, which can be interpreted as a consequence of an additional reversal of magnetic moments. A formula is proposed to describe the field dependence of magnetic susceptibility in alternating fields.

About the authors

A. B. Rinkevich

M.N. Miheev Institute of Metal Physics UB RAS

Email: rin@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620108 Russia

O. V. Nemytova

M.N. Miheev Institute of Metal Physics UB RAS

Email: rin@imp.uran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108 Russia

D. V. Perov

M.N. Miheev Institute of Metal Physics UB RAS

Email: rin@imp.uran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108 Russia

M. S. Stenina

M.N. Miheev Institute of Metal Physics UB RAS

Author for correspondence.
Email: rin@imp.uran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108 Russia

References

  1. Urusova N., Semkin M., Kratochvilova M., Barykina J., Volegov A., Park J.-G., Lee S., Pirogov A. Analysis of migration maps and features of magnetic properties of LiNi0.9M0.1PO4 (M = Co, Mn) single crystals // J. Alloys Compd. 2019. V. 781. P. 571–581.
  2. Wersing W. Microwave ceramics for resonators and filters // Curr. Opin. Solid St. Mat. Sci. 1996. V. 1. No. 5. P. 715–731.
  3. Toft-Petersen R., Reehuis M., Jensen T.B.S., Andersen N.H., Li J., Le M.D., Laver M., Niedermayer C., Klemke B., Lefmann K., Vaknin D. Anomalous magnetic structure and spin dynamics in magnetoelectric LiFePO4 // Phys. Rev. B. 2015. V. 92. No. 2. 024404.
  4. Туров Е.А., Колчанов А.В., Меньшенин В.В., Мирсаев И.Ф., Николаев В.В. Симметрия и физические свойства антиферромагнетиков. М.: Физматлит, 2001. 560 с.
  5. Rivera J.-P. The linear magnetoelectric effect in LiCoPO4 revisited // Ferroelectrics. 1994. V. 161. No. 1. P. 147–164.
  6. Пятаков А.П., Звездин А.К. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики // УФН. 2012. Т. 182. № 6. С. 593–620.
  7. Kharchenko Yu.N., Kharchenko N.F., Baran M., Szymczak R. Weak ferromagnetism and an intermediate incommensurate antiferromagnetic phase in LiNiPO4 // Low Temp. Phys. 2003. V. 29. No. 7. P. 579–583.
  8. Lewińska S., Szewczyk A., Gutowska M.U., Wieckowski J., Puzniak R., Diduszko R., Reszka A., Kowalski B.J., Kharchenko Yu., Molenda J. Magnetic susceptibility and phase transitions in LiNiPO4 // Phys. Rev. B. 2019. V. 99. No. 21. 214440.
  9. Kharchenko N.F., Desnenko V.A., Kharchenko Yu.N., Szymczak R., Baran M. Nonmonotonic temperature dependence of the spontaneous magnetization of the antiferromagnetic crystal LiCoPO4 // Low Temp. Phys. 2002. V. 28. No. 8. P. 646–652.
  10. Ринкевич А.Б., Немытова О.В., Перов Д.В., Стенина М.С. Температурная зависимость магнитной восприимчивости нанокомпозитов с частицами литий-кобальтового и литий-кобальт-никелевого ортофосфатов // ФММ. 2025. Т. 126. № 4. С. 440–449.
  11. Khrustalyov V.M., Savytsky V.M., Kharchenko M.F. Magnetoelectric effect in antiferromagnetic LiCoPO4 in pulsed magnetic fields // Low. Temp. Phys. 2016. V. 42. No. 4. P. 280–285.
  12. Fogh E., Zaharko O., Schefer J., Niedermayer C., Holm-Dahlin S., Sørensen M.K., Kristensen A.B., Andersen N.H., Vaknin D., Christensen N.B., Toft-Petersen R. Dzyaloshinskii-Moriya interaction and the magnetic ground state in magnetoelectric LiCoPO4 // Phys. Rev. B. 2019. V. 99. No. 10. 104421.
  13. Toft-Petersen R., Fogh E., Kihara T., Jensen J., Fritsch K., Lee J., Granroth G.E., Stone M.B., Vaknin D., Nojiri H., Christensen N.B. Field-induced reentrant magnetoelectric phase in LiNiPO4 // Phys. Rev. B. 2017. V. 95. No. 6. 064421.
  14. Kharchenko N.F., Khrustalev V.M., Savitskiĭ V.N. Magnetic field induced spin reorientation in the strongly anisotropic antiferromagnetic crystal LiCoPO4 // Low Temp. Phys. 2010. V. 36. No. 6. P. 558–564.
  15. Fogh E., Toft-Petersen R., Ressouche E., Niedermayer C., Holm S.L., Bartkowiak M., Prokhnenko O., Sloth S., Isaksen F.W., Vaknin D., Christensen N.B. Magnetic order, hysteresis, and phase coexistence in magnetoelectric LiCoPO4 // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. No. 10. 104420.
  16. Ávila-Crisóstomo C.E., Pal U., Pérez-Rodríguez F., Shelyapina M.G., Shmyreva A.A. Local-field effect on the hybrid ferromagnetic-diamagnetic response of opals with Ni nanoparticles // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 514. 167102.
  17. Rinkevich A.B., Burkhanov A.M., Samoilovich M.I., Belyanin A.F., Kleshcheva S.M., Kuznetsov E.A. Three-dimensional nanocomposite metal dielectric materials on the basis of opal matrices // Russ. J. Gen. Chem. 2013. V. 83. No. 11. P. 2148–2158.
  18. Samoilovich M.I., Rinkevich A.B., Bovtun V., Belyanin A.F., Kempa M., Nuzhnyy D., Tsvetkov M.Yu., Kleshcheva S.M. Optical, magnetic, and dielectric properties of opal matrices with intersphere nanocavities filled with crystalline multiferroic, piezoelectric, and segnetoelectric materials // Russ. J. Gen. Chem. 2013. V. 83. No. 11. P. 2132–2147.
  19. Cole K.S., Cole R.H. Dispersion and absorption in dielectrics. I. Alternating current // J. Chem. Phys. 1941. V. 9. No. 4. P. 341–351.
  20. Смарт Дж. Эффективное поле в теории магнетизма. М.: Мир, 1968. 271 с.
  21. The Materials Project, https://next-gen.materialsproject.org/materials/mp-18915
  22. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. 1032 с.
  23. Julien C.M., Mauger A., Zaghib K., Veillette R., Groult H. Structural and electronic properties of the LiNiPO4 orthophosphate // Ionics. 2012. V. 18. No. 7. P. 625–633.
  24. Rinkevich A.B., Perov D.V. Cole-Cole formula for dependence of dynamic magnetic susceptibility of rare-earth titanates on magnetic field // J. Magn. Magn. Mater. 2021. V. 530. 167917.
  25. Jensen T.B.S., Christensen N.B., Kenzelmann M., Rønnow H.M., Niedermayer C., Andersen N.H., Lefmann K., Schefer J., Zimmermann M.v., Li J., Zarestky J.L., Vaknin D. Field-induced magnetic phases and electric polarization in LiNiPO4 // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. No. 9. 092412.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».