Resonance Effects in Photoemission Spectroscopy of Rare-Earths in Intermetallic Compound La 0.73 Tb 0.27 Mn 2 Si 2

E. A. Ponomareva; Пономарева Е. А.; Yu. V. Korkh; Корх Ю. В.; V. I. Grebennikov; Гребенников В. И.; E. G. Gerasimov; Герасимов Е. Г.; N. V. Mushnikov; Мушников Н. В.; T. V. Kuznetsova; Кузнецова Т. В.

doi:10.31857/S1028096023060134

Резонансные эффекты в фотоэмиссионной спектроскопии редкоземельного интерметаллида La_0.73Tb_0.27Mn₂Si₂

Авторы: Пономарева Е.А.¹, Корх Ю.В.¹, Гребенников В.И.¹^,2, Герасимов Е.Г.¹^,3, Мушников Н.В.¹^,3, Кузнецова Т.В.¹^,3
Учреждения:
1. Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения РАН
2. Уральский государственный университет путей сообщения
3. Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Выпуск: № 6 (2023)
Страницы: 15-20
Раздел: Статьи
URL: https://ogarev-online.ru/1028-0960/article/view/137762
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023060134
EDN: https://elibrary.ru/DKLCRD
ID: 137762

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведено исследование электронной структуры редкоземельного интерметаллида La_0.73Tb_0.27Mn₂Si₂ методом резонансной фотоэмиссионной спектроскопии с использованием синхротронного излучения, установлены закономерности ее формирования при частичном замещении атомов лантана тербием. Проанализирована зависимость формы спектров валентных полос от энергии фотонов вблизи краев поглощения внутренних уровней марганца, лантана и тербия. Изучены процессы прямого и двухступенчатого рождения фотоэлектронов, упругого и неупругого каналов распада этих состояний с испусканием высокоэнергетических электронов за счет внутриатомного кулоновского взаимодействия. По формам спектров определены преобладающие механизмы распада возбужденных состояний исследуемых компонентов. Для редкоземельных атомов наиболее вероятен упругий канал распада возбужденного состояния, а для марганца – неупругий, с образованием второй дырки в валентной полосе с последующим усилением фотоэмиссии. При возбуждении фотоэмиссии вблизи М₅-края поглощения тербия вклад в валентную полосу вносят 4 f-состояния тербия. При возбуждении фотоэмиссии вблизи L₃-края поглощения марганца основной вклад в валентную полосу вносят 3d-состояния марганца, с ростом энергии фотонов в области после резонанса возникает оже-канал распада возбужденного состояния, проявляющегося в виде сдвига максимума интенсивности в сторону увеличения энергии связи. Особенности топографии и магнитной доменной структуры поверхности соединения La_0.73Tb_0.27Mn₂Si₂ исследованы методами атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии при комнатной температуре.

Ключевые слова

резонансная фотоэмиссионная спектроскопия, слоистые редкоземельные интерметаллиды, электронная структура, валентная полоса, упругий канал распада, неупругий канал распада, магнитно-силовая микроскопия, магнитная доменная структура.

Список литературы

Szytula A., Lecieijewicz J. Handbook on Physics and Chemistry of Rare Earths, V. 12 / Ed. Gschneidner K.A., Jr., Eyring L. Amsterdam: North Holland, 1989.
lvanov V., Szytula A. // J. Alloys Compd. 1997. V. 262–263. P. 253. https://www.doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00392-7
Kolmakova N.P., Sidorenko A.A., Levitin R.Z. // Low Temp. Phys. 2002. V. 28. № 8. P. 653. https://www.doi.org/10.1063/1.1511711
Miloud Abid O., Yakoubi A., Tadjer A., Khenata R., Ahmed R., Murtaza G., Bin Omran S., Sikander Azam // J. Alloys Compd. 2014. V. 616. P. 475. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.07.146
Gerasimov E.G., Mushnikov N.V., Goto T. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 064446. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.72.064446
Gerasimov E.G., Dorofeev Yu.A., Gaviko V.S., Pirogov A.N., Teplykh A.E., Park J., Park J.G., Choi C.S., Kong U. // Phys. Met. Metallogr. 2002. V. 94. № 2. P. 161.
Gerasimov E.G., Gaviko V.S., Neverov V.N., Korolyov A.V. // J. Alloys Compd. 2002. V. 343. P. 14. https://www.doi.org/10.1016/S0925-8388(02)00110-X
Bhowmik T.K. // Phys. Lett. A. 2021. V. 419. P. 127724. https://www.doi.org/10.1016/j.physleta.2021.127724
Dos Reis D.C., França E.L.T., de Paula V.G., dos Santos A.O., Coelho A.A., Cardoso L.P., da Silva L.M. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 424. P. 84. https://www.doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.10.019
Engdahl G., Handbook of giant magnetostrictive materials / Ed. Mayergoyz I. N.Y.: Academic Press, 1999.
Gschneidner Jr.K.A., Pecharsky V.K., Tsokol A.O. // Rep. Progr. Phys. 2005. V. 68. P. 1479. https://www.doi.org/10.1088/0034-4885/68/6/R04
Molodtsov S.L., Kucherenko Yu., Hinarejos J.J., Danzenbӓcher S., Servedio V.D.P., Richter M., Laubschat C. // Phys. Rev. B. 1999. V. 60. P. 16435. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.60.16435
Hofmann M., Campbell S.J., Kennedy S.J., Zhao X.L. // J. Phys.: Cond. Matter. 2001. V. 13. P. 9773. https://www.doi.org/10.1088/0953-8984/13/43/308
Di Napoli S., Llois A.M., Bihlmayer G., Blugel S., Alouani M., Dreyssé H. // Phys. Rev. B. 2004. V. 70. P. 174418. https://www.doi.org/10.1103/Phys. Rev. B.70.174418
Gerasimov E.G., Kurkin M.I., Korolyov A.V., Gaviko V.S. // Physica B. 2002. V. 322. P. 297. https://www.doi.org/10.1016/S0921-4526(02)01196-1
Hofmann M., Campbell S.J., Knorr K., Hull S., Ksenofontov V. // J. Appl. Phys. 2002. V. 91. P. 8126. https://www.doi.org/10.1063/1.1456433
Yablonskikh M.V., Yarmoshenko Yu.M., Gerasimov E.G., Gaviko V.S., Korotin M.A., Kurmaev E.Z., Bartkowski S., Neumann M. // J. Magn. Magn. Mater. 2003. V. 256. P. 369. https://www.doi.org/10.1016/S0304-8853(02)00974-5
Kuznetsova T.V., Korkh Yu.V., Grebennikov V.I., Radzivonchik D.I., Ponomareva E.A., Gerasimov E.G., Mushnikov N.V. // Phys. Met. Metallogr. 2022. V. 123. № 5. P. 451. https://www.doi.org/10.1134/S0031918X22050064
Kazakova O., Puttock R., Barton C., Corte-León H., Jaafar M., Neu V., Asenjo A. // J. Appl. Phys. 2019. V. 125. P. 060901. https://www.doi.org/10.1063/1.5050712
Cheong S.-W., Fiebig M., Wu W., Chapon L., Kiryukhin V. // NPJ Quantum Mater. 2020. V. 5. № 3. P. 1. https://www.doi.org/10.1038/s41535-019-0204-x