Влияние состава на электронную структуру манганитов R1-xCaxMnO3 (R= Nd, Gd; x = 0.0, 0.2) по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) исследованы манганиты CaMnO3 и R1–xCaxMnO3 (R = Nd, Gd; x = 0.0, 0.2). Проанализированы спектры остовных уровней всех элементов, входящих в состав соединений. Выявлены химические сдвиги, отражающие эволюцию валентных состояний ионов в зависимости от состава. На основе анализа мультиплетного расщепления спектров Mn 3s определены эффективные спиновые и зарядовые состояния ионов Mn. Полученные результаты расширяют существующую базу РФЭС-данных по электронной структуре манганитов и подтверждают эффективность метода для анализа валентности марганца в сложных оксидах.
1. R. von Helmolt, J. Wecker, B. Holzapfel, L. Schultz, K. Samwer. Phys. Rev. Lett., 71, N 14 (1993) 2331—2333
2. P. Schlottmann. Physica B, 404, N 18 (2009) 2699—2704, https://doi.org/10.1016/j.physb.2009.06.066
3. S. Dong, H. Xiang, E. Dagotto. Nat. Sci. Rev., 6, N 4 (2019) 629—641, https://doi.org/10.1093/nsr/nwz023
4. С. В. Адашкевич, С. А. Маркевич, С. В. Труханов, Г. Г. Федорук. Журн. прикл. спектр., 84 (2017) 664—667 [S. V. Adashkevich, S. A. Markevich, S. V. Trukhanov, G. G. Fedaruk. J. Appl. Spectr., 84, N 4 (2017) 683—686], https://doi.org/10.1007/s10812-017-0530-3
5. С. Х. Эстемирова, А. В. Фетисов, В. Б. Фетисов. Журн. прикл. спектр., 76 (2009) 419—427 [S. K. Estemirova, A. V. Fetisov, V. B. Fetisov. J. Appl. Spectr., 76, N 3 (2009) 394—401], https://doi.org/10.1007/s10812-009-9180-4
6. E. Beyreuther, S. Grafström, L. M. Eng, C. Thiele, K. Dörr. Phys. Rev. B, 73, N 15 (2006) 155425, https://doi.org/10.1103/PhysRevB.73.155425
7. V. R. Galakhov, B. A. Gizhevskii, L. V. Elokhina, N. N. Loshkareva, S. V. Naumov, M. Raekers, M. Neumann, A. M. Balbashov. JETP Lett., 91, N 3 (2010) 129—133, https://doi.org/10.1134/S0021364010030069
8. M. C. Falub, M. Shi, J. Krempasky, K. Hricovini, Ya. M. Mukovskii, M. Neumann, V. R. Galakhov, L. Patthey. Surf. Sci., 575, N 1-2 (2005) 29—34, https://doi.org/10.1016/j.susc.2004.10.053
9. V. V. Mesilov, V. R. Galakhov, S. N. Shamin, B. A. Gizhevskii, S. V. Naumov. J. Struct. Chem., 56, N 3 (2015) 497—503, https://doi.org/10.1134/S0022476615030166
10. Yu. A. Teterin, A. Yu. Teterin. Russ. Chem. Rev., 71, N 5 (2002) 347—381, https://doi.org/10.1070/RC2002v071n05ABEH000717
11. N. Kamegashira, Y. Miyazaki. Mater. Res. Bull., 19, N 9 (1984) 1201—1206, https://doi.org/10.1016/0025-5408(84)90072-2
12. K. Kitayama, H. Ohno, Y. Ide, K. Satoh, S. Murakami. J. Solid State Chem., 166, N 2 (2002) 285—291, https://doi.org/10.1006/jssc.2002.9586
13. S. K. Estemirova, V. F. Balakirev, A. M. Yankin, V. Ya. Mitrofanov, S. A. Uporov, V. M. Kozin, T. I. Filinkova. Glass Phys. Chem., 41, N 3 (2015) 224—231, https://doi.org/10.1134/S1087659615020066
14. R. Kwok. XPS Peak Fitting Program, version 4.1 (2000), http://www.phy.cuhk.edu.hk/~sur- face/XPSPEAK/
15. R. D. Shannon. Acta Cryst. A, 32, N 5 (1976) 751—767, doi.org/10.1107/S0567739476001551
16. K. Siegbahn. ESCA; Atomic, Molecular and Solid States Structure Studied by Means of Electron Spectroscopy, Uneversity of Michigan, Almqvist & Wiksells (1967)
17. C. Zhang, C. Wang, W. Hua, Y. Guo, G. Lu, S. Gil, A. Giroir-Fendler. Appl. Catal. B, 186 (2016) 173—183, https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.12.052
18. A. Santoni, G. Speranza, M. R. Mancini, F. Padella, L. Petrucci, S. Casadio. J. Phys. Cond. Matter, 11, N 16 (1999) 3387—3396, doi 10.1088/0953-8984/11/16/018
19. L. Wang, H. Xie, X. Wang, G. Zhang, Y. Guo, Y. Guo, G. Lu. Chin. J. Catal., 38, N 8 (2017) 1406—1412, https://doi.org/10.1016/S1872-2067(17)62863-8
20. K. A. Stoerzinger, W. T. Hong, X. R. Wang, R. R. Rao, S. B. Subramanyam, C. Li, T. Venkatesan, Q. Liu, E. J. Crumlin, K. K. Varanasi, Y. Shao-Horn. Chem. Mater., 29, N 23 (2017) 9990—9997, doi: 10.1021/acs.chemmater.7b03399
21. M. J. Dzara, J. M. Christ, P. Joghee, C. Ngo, C. A. Cadigan, G. Bender, R. M. Richards, R. O’Hayre, S. Pylypenko. J. Power Sources, 375 (2018) 265—276, https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.08.071
22. R. Dudric, R. Bortnic, G. Souca, R. Ciceo-Lucacel, R. Stiufiuc, R. Tetean. Appl. Surface Sci., 487 (2019) 17—21, https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.04.233
23. D. Barreca, A. Gasparotto, A. Milanov, E. Tondello, A. Devi, R. A. Fischer. Surface Sci. Spectra, 14, N 1 (2007) 60—67, https://doi.org/10.1116/11.20080703
24. M. E Abrishami, M. Mohammadi, M. Sotoudeh. Crystals, 12, N 12 (2022) 1728, https://doi.org/10.3390/cryst12121728
25. S. P. Kowalczyk, N. Edelstein, F. R. McFeely, L. Ley, D. A. Shirley. Chem. Phys. Lett., 29, N 4 (1974) 491—495, https://doi.org/10.1016/0009-2614(74)85076-1
26. D. F. Mullica, C. K. C. Lok, H. O. Perkins, G. A. Benesh, V. Young. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom., 71, N 1 (1995) 1—20, https://doi.org/10.1016/0368-2048(94)02250-X
27. D. D. Sarma C. N. R. Rao. Electron Spectrosc. Relat. Phenom, 20 (1980) 25—45
28. K. Zhi-jian, L. Li-ping, W. Quan. Chem. Res. Chin. Univ., 12, N 3 (1996) 280—284
29. A. Szytuła, D. Fus, B. Penc, A. Jezierski. J. Alloys Compd., 317-318 (2001) 340—346, https://doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01427-4
30. S. P. Kowalczyk, N. Edelstein, F. R. McFeely, L. Ley, D. A. Shirley. Chem. Phys. Lett., 29, N 4 (1984) 491—495
31. W. J. Lademan, A. K. See, L. E. Klebanoff, G. van der Laan. Phys. Rev. B, 54, N 23 (1996) 17191—17198
32. J. Liu, Z. An, W. Zhu, W. Zhang, Y. Liu, H. Wu, L. Liu. Sep. Purif. Technol., 354, N 1 (2025) 128749, https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.128749
33. J. T. Kloprogge, B. J. Wood. Handbook of Mineral Spectroscopy, 1, X-Ray Photoelectron Spectra, Elsevier, Amsterdam, The Netherlands (2020) 505
34. V. Celorrio, L. Calvillo, G. Granozzi, A. E. Russell, D. J. Fermin. Top. Catal., 61, N 1-2 (2018) 154—161, https://doi.org/10.1007/s11244-018-0886-5
35. A. T. Kozakov, A. G. Kochur, V. G. Trotsenko, A. V. Nikolskii, M. El Marssi, B. P. Gorshunov, V. I. Torgashev. J. Alloys Compd., 740 (2018) 132—142, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.01.002
36. A. N. Ulyanov, K. I. Maslakov, C. Martin, D.-S. Yang, S. A. Chernyak, V. Markovich, S. V. Savilov. J. Alloys Compd., 820 (2020) 153106, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153106
37. L. Bubnowicz, R. França. Appl. Surface Sci. Adv., 11 (2022) 100306, https://doi.org/10.1016/j.apsadv.2022.100306
38. J.-L. Ortiz-Quiñonez, L. García-González, F. E. Cancino-Gordillo, U. Pal. Mater. Chem. Phys., 246 (2020) 122834, https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.122834
39. V. D. Castro, G. Polzonetti. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom., 48 (1989) 117—123, https://doi.org/10.1016/0368-2048(89)80009-X
40. M. C. Biesinger, B. P. Payne, A. P. Grosvenor, L. W. M. Lau, A. R. Gerson, R. St. C. Smart. Appl. Surface Sci., 257, N 7 (2011) 2717—2730, https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.10.051
41. E. S. Ilton, J. E. Post, P. J. Heaney, F. T. Ling, S. N. Kerisit. Appl. Surface Sci., 366 (2016) 475—485, https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.12.159
42. F. R. McFeely, S. P. Kowalczyk, L. Ley, D. A. Shirley. Solid State Commun., 15, N 6 (1974) 1051—1054, https://doi.org/10.1016/0038-1098(74)90529-8
43. S.-J. Shih, R. Sharghi-Moshtaghin, M. R. De Guire, R. Goettler, Z. Xing, Z. Liu, A. H. Heuer. J. Electrochem. Soc., 158, N 10 (2011) B1276—B1283, doi 10.1149/1.3625279
44. J. S. Foord, R. B. Jackman, G. C. Allen. Philos. Mag. A, 49, N 5 (1984) 657—663, http://dx.doi.org/10.1080/01418618408233293
45. C. S. Fadley, D. A. Shirley. Phys. Rev. A, 2, N 4 (1970) 1109—1120, https://doi.org/10.1103/PhysRevA.2.1109