О магнитоэлектрических эффектах в ферроборате гадолиния GdFe3(BO3)4
А. К. Звездин*, С. С. Кротов, А. М. Кадомцева, Г. П. Воробьев, Ю. Ф. Попов, А. П. Пятаков, Л. Н. Безматерных+, Е. Н. Попова
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119992 Москва, Россия
*Институт общей физики РАН, 119991 Москва, Россия
+Институт общей физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения РАН, 660036 Красноярск, Россия
PACS: 75.80.+q
Abstract
На основании проведенного исследования магнитоэлектрических
взаимодействий в монокристалле ферробората гадолиния GdFe3(BO3)4,
макросимметрия которого характеризуется кристаллическим классом 32,
экспериментально обнаружена и теоретически обоснована взаимосвязь
происходящих в системе магнитного и электрического упорядочений.
Проведено экспериментальное исследование электрической поляризации и
магнитострикции этого материала, возникающих при индуцированных
магнитным полем спин-переориентационных переходах. Построены фазовые
H-T диаграммы при H|c и и установлена строгая корреляция
изменения магнитоэлектрических и магнитоупругих свойств при наблюдаемых
фазовых переходах.
Для интерпретации магнитоэлектрического поведения системы во всем
интервале температур в рамках симметрийного подхода предложен механизм
специфического неколлинеарного антисегнетоэлектрического упорядочения в
точке структурного фазового перехода, обеспечивающего при понижении
температуры до точки антиферромагнитного упорядочения сохранение
кристаллического класса системы. Полученные выражения для
магнитоэлектрической и магнитоупругой энергии позволяют удовлетворительно
описать экспериментально обнаруженные особенности поведения ферробората
гадолиния.