Back to Search Start Over

Sb − 5 s lone pair dynamics and collinear magnetic ordering in Ba 2 FeSb Se 5

Authors :
Maier, Stefan
Gaultois, Michael W.
Matsubara, Nami
Surta, Wesley
Damay, Francoise
Hebert, Sylvie
Hardy, Vincent
Berthebaud, David
Gascoin, Franck
Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT)
École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
University of Liverpool
Laboratoire Léon Brillouin (LLB - UMR 12)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay
Laboratory for Innovative Key Materials and Structures (LINK)
SAINT-GOBAIN-National Institute of Materials Science-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Saint-Gobain-National Institute of Materials Science-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Physical Review B, Physical Review B, American Physical Society, 2021, 103 (5), ⟨10.1103/PhysRevB.103.054115⟩, Physical Review B, 2021, 103 (5), pp.054115. ⟨10.1103/PhysRevB.103.054115⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; Neutron diffraction and X-ray pair distribution function (XPDF) experiments were performed in order to investigate the magnetic and local crystal structures of Ba2FeSbSe5 and to compare them to the average (i.e. long-range) structural model, previously obtained by single crystal X-ray diffraction. Changes in the local crystal structure (i.e. in the second coordination sphere) are observed upon cooling from 295 K to 95 K resulting in deviations from the average (i.e. longrange) crystal structure. This work demonstrates, that these observations cannot be explained by local or long-range magnetoelastic effects involving Fe-Fe correlations. Instead, we found, that the observed differences between local and average crystal structure can be explained by Sb-5s lone pair dynamics. We also find, that below the Néel temperature (TN = 58 K), the two distinct magnetic Fe 3+ sites order collinearly, such that a combination of antiparallel and parallel spin arrangements along the b-axis results. The nearest-neighbor arrangement (J1 = 6 Å) is fully antiferromagnetic, while next-nearest-neighbor interactions are ferromagnetic in nature.

Details

Language :
English
ISSN :
24699950 and 24699969
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review B, Physical Review B, American Physical Society, 2021, 103 (5), ⟨10.1103/PhysRevB.103.054115⟩, Physical Review B, 2021, 103 (5), pp.054115. ⟨10.1103/PhysRevB.103.054115⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....80feb0079353917f02ae18622a267ead
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.054115⟩