ESR and $^{57}$Fe Mössbauer spectroscopy study of Fe-doped SrBi$_2$Nb$_2$O$_9$

Твердофазным методом синтеза получены твердые растворы Bi$_2$SrNb$_{2-2x}$Fe$_{2x}$O$_{9-\delta}$. Методами ЭПР и мёссбауровской спектроскопии исследовано электронное состояние и характер локального окружения атомов железа в матрице SrBi$_2$Nb$_2$O$_9$ со слоистой перовскитоподобной структурой. В спектрах ЭПР образцов твердых растворов Bi$_2$SrNb$_{2-2x}$Fe$_{2x}$O$_{9-\delta}$ ($x \leq 0.04$) присутствует интенсивная асимметричная линия в области низких полей с главной особенностью при $g = 4.27$, слабо выраженными пиком $g = 6.15$ и плечом $g\sim 9$, а также интенсивная широкая ($\Delta$B$_{pp} \sim 50$–$150$ мТ) полоса с центром около $g\sim 2.0$. Мёссбауэровский спектр соединения Bi$_2$SrNb$_{2-2x}$Fe$_{2x}$O$_{9-\delta}$ представлен асимметричным дублетом с изомерным сдвигом (IS) $\sim 0.3$ и квадрупольным расщеплением (QS) $\sim 0.5$ мм/с. Форма дублета воспроизводится суперпозицией двух дублетов с малыми и высокими значениями IS и QS. Около $85 \%$ спектральной площади парамагнитной части спектра приходится на дублет Fe$^{3+}$(1)) with IS = $0.31\pm0.04$, QS = $0.45\pm0.04$ мм/с, соотнесенный с ионами Fe$^{3+}$ в регулярных аксиальных позициях. Оставшаяся часть представлена дублетом Fe$^{3+}$(2) с IS = $0.5\pm0.1$, QS = $0.7\pm0.2$ мм/с от ионов Fe$^{3+}$ в дефектном окружении.