Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.21883/FTT.2022.12.53646.455

Ключевые слова: Magnetodielectric effect, phase transition, Week ferromagnetism, магнитодиэлектрический эффект, фазовый переход, слабый ферромагнетизм

Аннотация: Исследован магнитодиэлектрический отклик в серии кристаллов Pb₂Fe_2-xMn_xGe₂O₉, с замещением x от 0 до 0.43. Результаты исследований показали, что увеличение x приводит к смене ориентации вектора антиферромагнетизма в нулевом магнитном поле. Приложение внешнего магнитного поля приводит к спин-флоп- и спин-переориентационным магнитным переходам, которые сопровождаются аномалиями в поведении диэлектрической проницаемости. При замещении ионов Fe³⁺ ионами Mn³⁺ изменяется реакция магнитной подсистемы на внешнее магнитное поле, что закономерно отражается и в изменении магнитодиэлектрического отклика. Диэлектрическая проницаемость ступенчато изменяется при переходе магнитной подсистемы в состояние с ненулевым вектором слабоферромагнитного момента, либо же при изменении его величины и ориентации вследствие спин-флоп-перехода. Последнее говорит в пользу того, что резкое изменение поляризуемости является следствием изменения вклада обменной энергии, а также вклада члена Дзялошинского-Мориа, ввиду изменения угла скоса между двумя взаимодействующими магнитными моментами. In this work, the magnetodielectric response have been studied in a series of single crystals of Fe2-xMnxGe2Pb2O9 with substitution x from 0 to 0.43. The research results showed that an increase in x leads to a change in the orientation of the antiferromagnetism vector in a zero magnetic field. The application of an external magnetic field leads to spin-flop and spin-reorientation magnetic transitions, which are accompanied by anomalies in the behavior of the permittivity.When Fe3+ ions are replaced by Mn3+ ions, the response of the magnetic subsystem to an external magnetic field changes, which is naturally reflected in the change in the magnetodielectric response. The permittivity changes stepwise when the magnetic subsystem passes into a state with a nonzero vector of the weakly ferromagnetic moment, or when its magnitude and orientation change due to a spin-flop transition. The latter indicates that a sharp change in polarizability is a consequence of a change in the contribution of the exchange energy, as well as the contribution of the Dzyaloshinskii-Moriya term, due to a change in the skew angle between two interacting magnetic moments.

Журнал: Физика твердого тела

Выпуск журнала: Т. 64, № 12

Номера страниц: 1941-1948

ISSN журнала: 03673294

Место издания: Санкт-Петербург

Издатель: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук

• Фрейдман А.Л. (Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук)
• Панкрац А.И. (Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук)
• Скоробогатов С.А. (Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук)
• Хороший И.Н. (Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук)
• Колков М.И. (Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт")

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК