Обнаружение спонтанной спиновой переориентации в ферроборатах Nd1-xDyxFe3(BO3)4 с конкурирующим R-Fe обменом
Ю. Ф. Попов, А. М. Кадомцева, Г. П. Воробьев, А. А. Мухин,+ В. Ю. Иванов+, А. М. Кузьменко+, А. С. Прохоров+, Л. Н. Безматерных*, В. Л. Темеров*
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119992 Москва, Россия
+Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, 119991 Москва, Россия
*Институт физики им. Киренского Сибирского отд. РАН, 660038 Красноярск, Россия
PACS: 75.80.+q
Abstract
Исследованы магнитные, магнитоэлектрические и магнитоупругие
свойства монокристаллов DyFe3(BO3)4 и замещенного состава
Nd0.75Dy0.25Fe3(BO3)4 с конкурирующими обменными Nd-Fe и
Dy-Fe
взаимодействиями в магнитных полях до 210 кЭ. Показано, что в
Nd0.75Dy0.25Fe3(BO3)4 ниже температуры Нееля
антиферромагнитное состояние является легкоплоскостным, а вблизи 25 К
происходит спонтанный спин-переориентационный переход в одноосное состояние.
Обнаружены аномалии различных физических характеристик при спин-флоп
переходе, индуцируемом магнитным полем вдоль тригональной оси и построены H-T
фазовые диаграммы, которые хорошо согласуются с простой моделью, учитывающей
анизотропию обменного расщепления и g-факторов основных дублетов ионов
Dy3+ и Nd3+. Исследованы особенности магнитоэлектрического эффекта
в различных магнитных фазах. В замещенном соединении в области существования
легкоплоскостного антиферромагнитного состояния обнаружена спонтанная
электрическая поляризация. Дано качественное теоретическое обоснование
возможности появления спонтанного спин переориентационного перехода в
замещенном составе Nd0.75Dy0.25Fe3(BO3)4.