Мягкая рентгеновская абсорбционная спектроскопия как способ исследования кобальтитов Y$_{1-y}$Ca$_{y}$BaCo$_{4-x}M_x$O$_7$ ($M=$ Fe, Zn)

Мягкая рентгеновская абсорбционная спектроскопия применена для установления зарядового состояния и содержания ионов кобальта в легированных кобальтитах CaBaCo$_{4}$O$_{7}$, Y$_{0.5}$Ca$_{0.5}$BaCo$_{4}$O$_{7}$, Y$_{0.5}$Ca$_{0.5}$BaCo$_{4-x}$Fe$_x$O$_{7}$ и Y$_{0.5}$Ca$_{0.5}$BaCo$_{4-z}$Zn$_z$O$_{7}$. Предложен способ определения относительных концентраций ионов кобальта в содержащих барий кобальтитах по относительным интенсивностям рентгеновских абсорбционных Со $L_3$/Ba $M_5$-спектров и найдено относительное содержание как легирующих элементов, Fe и Zn, так и ионов Co$^{2+}$ и Co$^{3+}$. Установлено, что замещение части ионов кобальта ионами железа (кобальтит Y$_{0.5}$Ca$_{0.5}$BaCo$_{4-x}$Fe$_x$O$_{7}$) приводит к превращению части Co$^{3+}$-ионов в ионы Co$^{2+}$. Найдено, что ионы железа находятся в зарядовом состоянии $3+$ и имеют тетраэдрическую координацию ионами кислорода. В результате замещения части ионов кобальта двухвалентными ионами цинка (кобальтит Y$_{0.5}$Ca$_{0.5}$BaCo$_{4-z}$Zn$_z$O$_{7}$) увеличивается концентрация Co$^{3+}$-ионов, находящихся в высокоспиновом состоянии. Подтверждена тетраэдрическая координация Co$^{2+}$- и Co$^{3+}$-ионов.