Antiferromagnet–ferromagnet transition in the cobaltites

The three series oxygen-deficient cobaltites La₀.₅Ba₀.₅CoO₃₋δ, LnBaCo₂O₅.₅ and Sr₂YCo₄O₁₀.₅ have been studied. It has been shown that La₀.₅Ba₀.₅CoO₃ is an insulating ferromagnet whereas La₀.₅Ba₀.₅CoO₂.₇₅ is a pure antiferromagnet in which the oxygen vacancies are disordered. The oxygen-vacancies ordering leads to appearance of the ferromagnetic component apparently due to a formation of the noncollinear magnetic structure. The antiferromagnet–“ferromagnet” transition is accompanied by a giant magnetoresistance. It is suggested that in the ferromagnetic oxidized compounds Co³⁺ and Co⁴⁺ ions adopt intermediate spin state whereas for antiferromagnetic (Co⁴⁺-free) compositions Co³⁺ ions have high-spin state (pyramids CoO₅) and dominant low-spin state (octahedra CoO₆). In both ferromagnetic and antiferromagnetic compounds the superexchange via oxygen plays an essential role in a formation of the magnetic properties

Біомеханічне обґрунтування вибору засобу фіксації кісткових фрагментів при проксимальній остеотомії першої плеснової кістки

Однією з найчастіших патологій, що стосується статичних деформацій переднього відділу стопи в підлітків, є вальгусна деформація першого пальця стопи. При легких ступенях застосовуються дистальні або діафізарні остеотомії, а при тяжких - проксимальні. Для фіксації кісткових фрагментів найчастіше використовуються шпиці, гвинти або пластини з кутовою стабільністю. Мета - за допомогою біомеханічних досліджень вивчити напружено-деформований стан моделі стопи при різних варіантах остеосинтезу першої плеснової кістки після проксимальної остеотомії. Матеріали та методи. Проведено математичне моделювання остеосинтезу першої плеснової кістки в корекції вальгусної деформації першого пальця стопи за допомогою проксимальної остеотомії. Моделювали три варіанти виконання остеосинтезу: шпицями Кіршнера, гвинтами, накістковою пластиною. Результати. При остеосинтезі шпицями максимальні напруження 2,1 МПа виникають у дистальному фрагменті. У проксимальному фрагменті напруження вдвічі нижче - 1,2 МПа. Напруження в зоні резекції - 0,1 МПа. При остеосинтезі гвинтами напруження в проксимальному і дистальному фрагментах кістки практично однакові та становлять відповідно 0,9 МПа і 0,8 МПа. Напруження в зоні остеотомії - 0,1 МПа. Остеосинтез накістковою пластиною забезпечує низький рівень напружень у зоні остеотомії - 0,1 МПа, а також рівномірний розподіл напружень між проксимальним і дистальним фрагментами плеснової кістки - відповідно 0,8 МПа і 0,7 МПа. При остеосинтезі шпицями та гвинтами величина відносної деформації кісткового регенерату не перевищує позначки 0,13%. При остеосинтезі накістковою пластиною цей показники сягає величини 0,5%. Висновки. Для остеосинтезу кісткових фрагментів при проксимальній остеотомії першої плеснової кістки з метою усунення вальгусної деформації першого пальця стопи можуть бути використані шпиці, гвинти та накісткова пластина. Усі досліджені види остеосинтезу забезпечують низький рівень напружень у зоні остеотомії першої плеснової кістки, але за критерієм величин напружень у проксимальному і дистальному фрагментах кістки найгірший результат відмічається при остеосинтезі шпицями, найкращий - при остеосинтезі накістковою пластиною. Дослідження виконано відповідно до принципів Гельсінської декларації. Протокол дослідження ухвалено Локальним етичним комітетом зазначеної в роботі установи. На проведення досліджень отримано інформовану згоду пацієнтів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів

Crystal and magnetic structure transitions in BiMnO3 d ceramics driven by cation vacancies and temperature

The crystal structure of BiMnO3 d ceramics has been studied as a function of nominal oxygen excess and temperature using synchrotron and neutron powder diffraction, magnetometry and differential scanning calorimetry. Increase in oxygen excess leads to the structural transformations from the monoclinic structure C2 c to another monoclinic P21 c , and then to the orthorhombic Pnma structure through the two phase regions. The sequence of the structural transformations is accompanied by a modification of the orbital ordering followed by its disruption. Modification of the orbital order leads to a rearrangement of the magnetic structure of the compounds from the long range ferromagnetic to a mixed magnetic state with antiferromagnetic clusters coexistent in a ferromagnetic matrix followed by a frustration of the long range magnetic order. Temperature increase causes the structural transition to the nonpolar orthorhombic phase regardless of the structural state at room temperature; the orbital order is destroyed in compounds BiMnO3 d d lt; 0.14 at temperatures above 470

Magnetic and crystal structures of iron ion doped TbBaCo2O5 gamma

Neutron diffraction and magnetic studies of a TbBaCo2O5 gamma polycrystalline sample with a perovskite like layered structure have revealed that spontaneous magnetization appears at 305 K and decreases sharply below 200 K. It has been shown that the crystal structure is described by space group Pmmm with a 2a p . a tp . 2a p unit cell. The magnetic structure in the high temperature magnetic phase consists of the G type antiferromagnetic and ferromagnetic components, whereas the magnetic structure in the low temperature phase is a G type antiferromagnetic. The ferromagnetic component appears due to the noncollinearity of the magnetic moments of Co3 ions, which are in the high spin state in pyramids and in the low spin state in octahedrons. The antiferromagnetic component is present in the octahedral sublattice, because oxygen vacancies are partially ordere

Effect of iron doping on the magnetic structure of TbBaCo2O5.5 layered perovskite

The crystal and magnetic structures of TbBaCo1.9Fe0.1O5.43 have been studied by neutron diffraction and magnetization measurements. It is shown that spontaneous magnetization develops at TN 305 K and decreases abruptly below 200 K. The crystal structure is described in the space group Pmmm, on a 2ap ap 2ap unit cell. It was shown that the extra oxygen vacancies are located mainly in the pyramidal sublattice, thus making tetrahedra. Magnetic structure in the high temperature magnetic phase consists of ferromagnetic and G type antiferromagnetic components, while in the low temperature phase only the G type component exists with a 2ap 2ap 2ap magnetic unit cell. The ferromagnetic component results from canting magnetic moments of Co3 ions which were found to be predominantly in the high spin state in pyramids. The refined values of the magnetic moments of the Co3 ions in the octahedra indicate a mixed high low spin state. It is assumed that non collinear magnetic structure results from a concurrence between positive and negative exchange interactions as well as magnetocrystalline anisotropy in the pyramidal sublattice. Using the concept of non collinear magnetic structure, the giant anisotropic magnetoresistive effect in layered cobaltites is explaine

Crystal Structure and Magnetic Properties of Bi1-yBa(Sr)Fe1-yTiyO3 Solid Solutions

Abstract: Usages of various chemical substitution schemes of the initial multiferroic BiFeO3 can significantly reduce known drawbacks specific for the functional oxides based of iron ions and thus foster a creation of novel magnetoelectric compounds perspective for various technological applications. In the present study the co-doped compounds of the system Bi1-y(Ba1- xSrx)yFe1-yTiyO3 (x = 0.0 – 1.0; y ≤ 0.4) synthesized using sol-gel technique were analyzed focusing on the crystal structure stability and the correlation between the structure and magnetic properties. The concentration driven evolution of the crystal structure as well as the unit cell parameters were investigated based on the X-ray diffraction data, the correlation between the crystal structure and the magnetic properties of the compounds has been studied by magnetometry techniques. The compounds Bi1-y(Ba1- xSrx)yFe1-yTiyO3 with x = 0; y = ≤ 0.2 are characterized by single-phase rhombohedral structure, and increase in the dopant concentration to y = 0.4 leads to the stabilization of the pseudocubic phase. An increase in the Sr content leads to the phase transition in the compounds to the single phase state with the cubic structure which is accompanied by an increase in the value of the remanent magnetization