Fine Structure of Fe2+ Multiplets, Magnetic Anisotropy, and Interrelation between Magnetic and Electric Structures in Fe2Mo3O8

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effective Hamiltonians of the fine structure of Fe2+ (5D) terms are derived using the methods of operator perturbation theory taking into account covalent bonds between iron and oxygen ions. The energy operators of coupling of magnetic and electric dipole moments with the electric field are obtained for states of multiplets Fe2+ (5E) and Fe2+ (5T2) with minimal sets of parameters. The energy spectra of low-lying states, the magnetic anisotropy parameters, and the distribution of quadrupole and induced electric dipole moments over all positions in the unit cell are calculated. The results of calculations are compared with available experimental data.

About the authors

M. V Eremin

Institute of Physics, Kazan (Volga region) Federal University

Email: meremin@kpfu.ru
420111, Kazan, Russia

K. V Vasin

Institute of Physics, Kazan (Volga region) Federal University

Email: krikus.ms@gmail.com
420111, Kazan, Russia

A. R Nurmukhametov

Institute of Physics, Kazan (Volga region) Federal University

Author for correspondence.
Email: srgalex@list.ru
420111, Kazan, Russia

References

  1. А. Абрагам, Б. Блини, Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов, Мир, Москва (1972).
  2. K. Singh, A. Maignan, C. Simon, and C. Martin, Appl. Phys. Lett. 99, 172903 (2011).
  3. A. Maignan, C. Martin, K. Singh, C. Simon, O. Lebedev, and S. Turner, J. Sol. St. Chem. 195, 41 (2012).
  4. Y. Wang, G. L. Pascut, B. Gao, T. A. Tyson, K. Haule, V. Kiryukhin, and S. W. Cheong, Sci. Rep. 5, 12268 (2015).
  5. T. Kurumaji, S. Ishiwata, and Y. Tokura, Phys. Rev. X 5, 031034 (2015).
  6. W. H. McCarroll, L. Katz, and R. Ward, J. Amer. Chem. Soc. 79, 5410 (1957).
  7. F. Varret, H. Czeskleba, F. Hartmann-Boutron, and P. Imbert, J. Phys. France 33, 549 (1972).
  8. H. Czeskleba, P. Imbert, and F. Varret, AIP Conf. Proc. 5, 811 (1972).
  9. P. Strobel, Y. Le Page, and S. P. McAlister, J. Sol. St. Chem. 42, 242 (1982).
  10. Y. Le Page and P. Strobel, Acta Cryst. B 38, 1265 (1982).
  11. D. Bertrand and H. Kerner-Czeskleba, J. Phys. France 36, 379 (1975).
  12. A. Sasaki, S. Yui, and M. Yamaguchi, Mineral. J. 12, 393 (1985).
  13. T. N. Stanislavchuk, A. S. Krylov, A. V. Nikitin, A. V. Suslov, V. A. Gasparov, and A. V. Pronin, Phys. Rev. B 102, 115126 (2020).
  14. I. V. Solovyev and S. V. Streltsov, Phys. Rev. Mater. 3, 114402 (2019).
  15. S. Reschke, A. A. Tsirlin, N. Khan, L. Prodan, V. Tsurkan, I. K'ezsm'arki, and J. Deisenhofer, Phys. Rev. B 102, 094307 (2020).
  16. Y. M. Sheu, Y. M. Chang, C. P. Chang, Y. H. Li, K. R. Babu, G. Y. Guo, T. Kurumaji, and Y. Tokura, Phys. Rev. X 9, 031038 (2019).
  17. М. В. Еремин, К. В. Васин, А. Р. Нурмухаметов, Опт. и спектр. 131, 478 (2023).
  18. M. Eremin, K. Vasin, and A. Nurmukhametov, Materials 15, 8229 (2022).
  19. М. В. Еремин, Автореферат дисс докт. физ.-матем. наук, Казань (1987).
  20. A. A. Mrsetich and R. E. Watson, Phys. Rev. 143, 335 (1966).
  21. Du Maolu and Cz.Rudowicz, Phys. Rev. B 46, 8974 (1992).
  22. B. Judd, Second Quantization in Atomic Spectroscopy, Johns Hopkins Press, Baltimore (1987).
  23. E. Clementi and C. Roetti, Atom. Data Nucl. Data Tables 14, 177 (1974).
  24. P. Freund, J. Phys. C: Sol. St. Phys. 7, L33 (1974).
  25. P. Freund, J. Phys. C: Sol. St. Phys. 16, 5039 (1983).
  26. М. В. Еремин, Опт. и спектр. 68, 860 (1990).
  27. R. P. Gupta and S. K. Sen, Phys. Rev. A 8, 1169 (1973).
  28. А. А. Корниенко, М. В. Еремин, ФТТ 19, 52 (1977).
  29. M. V. Eremin, Phys. Rev. B 100, 140404(R) (2019).
  30. B. R. Judd, Phys. Rev. 127, 750 (1962).
  31. J. S. Ofelt, J. Chem. Phys. 37, 511 (1962).
  32. A. A. Корниенко, М. В. Еремин, ФТТ 20, 616 (1978).
  33. E. Clementi and A. D. McLean, Phys. Rev. 133, A419 (1964).
  34. A. Pankrats, K. Sablina, and M. Eremin, J. Magn. Magn. Mat. 414, 82 (2016).
  35. S. Krupiˇcka, Physik der Ferrite und der Verwandten Magnetischen Oxide, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden (1973).
  36. B. R. Hollebone and J. C. Donini, Theor. Chem. Acta (Berl.) 37, 233 (1975).
  37. S. Yu, B. Gao, J. W. Kim, S.-W. Cheong, M. K. L. Man, J. Mad'eo, K. M. Dani, and D. Talbayev, Phys. Rev. Lett. 120, 037601 (2018).
  38. T. Kurumaji, Y. Takahashi, J. Fujioka, R. Masuda, H. Shishikura, S. Ishiwata, and Y. Tokura, Phys. Rev. B 95, 020405 (2017).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».