Magnitoelektricheskiy effekt v paramagnetike Nd3Ga5SiO14

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

В монокристаллах тригонального нецентросимметричного парамагнетика Nd3Ga5SiO14 обнаружена индуцированная магнитным полем H электрическая поляризация. В небольших полях она квадратична по H и для компонент в базисной ab плоскости описывается двумя магнитоэлектрическими восприимчивостями (α1 и α2), а вдоль тригональной оси c проявляется только начиная с членов четвертого порядка, ∼H4. В сильных магнитных полях при низких температурах, когда магнитные моменты Nd3+ насыщаются, зависимость поляризации от поля качественно меняется и приближается к квазилинейной для всех кристаллографических направлений, а ее величина сильно возрастает (до 250 мкКл/м2 вдоль оси c при 5 Тл). Дано количественное описание наблюдаемых в Nd3Ga5SiO14 эффектов на основе спин-гамильтониана иона Nd3+ в локальных низкосимметричных (С2) позициях с учетом допускаемого симметрией магнитоэлектрического взаимодействия. На базе локальных восприимчивостей ионов Nd3+ построены нелинейные по H магнитоэлектрические инварианты, учитывающие неэквивалентность их намагничивания и позволяющие описать наблюдаемые полевые, температурные и ориентационные зависимости поляризации с помощью нескольких магнитоэлектрических параметров.

References

  1. S. Dong, J.-M. Liu, S.-W. Cheong, and Z. Ren, Adv. Phys. 64, 519 (2015).
  2. Multiferroic Materials: Properties, Techniques, and Applications, ed. by J. Wang, CRC Press Talor & Frencis Group, Boca Raton, London, N.Y. (2017), 387 p.
  3. N. A. Spaldin, Proc. R. Soc. A 476, 20190542 (2020).
  4. M. M. Vopson, Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences 40, 223 (2014).
  5. А. П. Пятаков, А. К. Звездин, УФН 182, 593 (2012).
  6. H. Schmid, Ferroelectrics 252, 41 (2001).
  7. K.-C. Liang, R. P. Chaudhury, B. Lorenz, Y. Y. Sun, L. N. Bezmaternykh, V. L. Temerov, and C. W. Chu, Phys. Rev. B 83, 180417(R) (2011).
  8. R. P. Chaudhury, B. Lorenz, Y. Y. Sun, L. N. Bezmaternykh, V. L. Temerov, and C. W. Chu, Phys. Rev. B 81, 220402 (2010).
  9. A. M. Kadomtseva, Yu. F. Popov, G. P. Vorob’ev, N. V. Kostyuchenko, A. I. Popov, A. A. Mukhin, V. Yu. Ivanov, L. N. Bezmaternykh, I. A. Gudim, V. L. Temerov, A. P. Pyatakov, and A. K. Zvezdin, Phys. Rev. B 89, 014418 (2014).
  10. В. Ю. Иванов, А. М. Кузьменко, А. А. Мухин, Письма в ЖЭТФ 105(7), 430 (2017).
  11. B. V. Mill, A. V. Butashin, G. G. Khodzhabagyan, E. L. Belokoneva, N. V. Belov, Dokl. Akad. Nauk USSR 264, 1395 (1982).
  12. B.V. Mill and Yu. V. Pisarevsky, Proc. IEEE/EIA Intern. Frequency Control Symp., Kansas City, Missouri, USA (2000), p. 133.
  13. А. А. Каминский, Б. В. Милль, С. Э. Саркисов, Физика и спектроскопия лазерных кристаллов, Наука, М. (1986), c. 197.
  14. H. Lan, F. Liang, Zh. Lin, H. Yu, H. Zhang, and J. Wang, International Journal of Optics 2017, 2980274, (2017).
  15. V. Yu. Ivanov, A. A. Mukhin, A. S. Prokhorov, and B. V. Mill, Solid State Phenomena 152-153, 299 (2009).
  16. K. Marty, P. Bordet, V. Simonet, M. Loire, R. Ballou, C. Darie, J. Kljun, P. Bonville, O. Isnard, P. Lejay, B. Zawilsi, and C. Simon, Phys. Rev. B 81, 054416 (2010).
  17. K. Marty, V. Simonet, E. Ressouche, R. Ballou, P. Lejay, and P. Bordet, Phys. Rev. Lett. 101, 247201 (2008).
  18. H. D. Zhou, L. L. Lumata, P. L. Kuhns, A. P. Reyes, E. S. Choi, N. S. Dalal, J. Lu, Y. J. Jo, L. Balicas, J. S. Brooks, and C. R. Wiebe, Chem. Mater. 21, 156 (2009).
  19. N. Lee, Y. J. Choi, and S. W. Cheong, Appl. Phys. Lett. 104, 1 (2014).
  20. H. Narita, Y. Tokunaga, A. Kikkawa, Y. Taguchi, Y. Tokura, and Y. Takahashi, Phys. Rev. B 94, 094433 (2016).
  21. A. Y. Tikhanovskii, V. Yu. Ivanov, A. M. Kuzmenko, A. M. Balbashov, Z. Wang, V. Skumryev, and A. A. Mukhin, Phys. Rev. B 105, 104424 (2022).
  22. P. Bordet, I. Gelard, K. Marty, A. Ibanez, J. Robert, V. Simonet, B. Canals, R. Ballou, and P. Lejay, J. Phys. Condens. Matter 18, 5147 (2006).
  23. H. D. Zhou, B. W. Vogt, J. A. Janik, Y. J. Jo, L. Balicas, Y. Qiu, J. R. D. Copley, J. S. Gardner, and C. R. Wiebe, Phys. Rev. Lett. 99, 1 (2007).
  24. A. Zorko, F. Bert, P. Mendels, P. Bordet, P. Lejay, and J. Robert, Phys. Rev. Lett. 100, 147201 (2008).
  25. V. Simonet, R. Ballou, J. Robert, B. Canals, F. Hippert, P. Bordet, P. Lejay, P. Fouquet, J. Ollivier, and D. Braithwaite, Phys. Rev. Lett. 100, 1 (2008).
  26. J. Robert, V. Simonet, B. Canals, R. Ballou, P. Bordet, P. Lejay, and A. Stunault, Phys. Rev. Lett. 96, 197205 (2006).
  27. H. D. Zhou, C. R. Wiebe, Y.-J. Jo, L. Balicas, R. R. Urbano, L. L. Lumata, J. S. Brooks, P. L. Kuhns, A. P. Reyes, Y. Qiu, J. R. D. Copley, and J. S. Gardner, Phys. Rev. Lett. 102, 067203 (2009).
  28. A. Zorko, F. Bert, P. Mendels, K. Marty, and P. Bordet, Phys. Rev. Lett. 104, 3 (2010).
  29. X. S. Xu, T. V. Brinzari, S. McGill, H. D. Zhou, C. R. Wiebe, and J. L. Musfeldt, Phys. Rev. Lett. 103, 267402 (2009).
  30. L. Weymann, L. Bergen, Th. Kain, A. Pimenov, A. Shuvaev, E. Constable, D. Szaller, A. Pimenov, B. V. Mill, A. M. Kuzmenko, V. Yu. Ivanov, N. V. Kostyuchenko, A. I. Popov, A. K. Zvezdin, A. A. Mukhin, and M. Mostovoy, Npj Quantum Mater. 5, 61 (2020).
  31. A. Yu. Tikhanovskii, V. Yu. Ivanov, A. M. Kuzmenko, E. Constable, A. Pimenov, and A. A. Mukhin, Phys. Rev. B 110, 014409 (2024).
  32. А. К. Звездин, Г. П. Воробьев, А. М. Кадомцева, Ю. Ф. Попов, А. П. Пятаков, Л. Н. Безматерных, А. В. Кувардин, Е. А. Попова, Письма в ЖЭТФ 83, 600 (2006).
  33. А. М. Кадомцева, Ю. Ф. Попов, Г. П. Воробьев А. П. Пятаков, С. С. Кротов, К. И. Камилов, В. Ю. Иванов, А. А. Мухин, А. К. Звездин, А. М. Кузьменко, Л. Н. Безматерных, И. А. Гудим, В. Л. Темеров, ФНТ 36, 640 (2010).
  34. A. I. Popov, D. I. Plokhov, and A. K. Zvezdin, Phys. Rev. B 87, 024413 (2013).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

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».