Issledovanie mul'tiferroikov SmFe3−xAlx(BO3)4 (x = 0−0.28) metodom 57Fe messbauerovskoy spektroskopii

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Методами мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe и рентгеноструктурного анализа исследованы образцы монокристаллов мультиферроиков SmFe3−xAlx(BO3)4 (x = 0−0.28) в интервале температур T = 3.8−298 К. Обнаружено возрастание сверхтонкого мессбауэровского параметра квадрупольного расщепления при увеличении содержания примеси алюминия x. Для всех исследованных образцов определены мессбаэуровские температуры Дебая ионов железа ΘM, которые хорошо согласуются со значениями температуры Дебая для ионов железа, рассчитанными из рентгенодифракционных измерений. Показано, что по сравнению с беспримесным ферроборатом SmFe3(BO3)4 для монокристаллов с примесью Al в магнитоупорядоченном состоянии низкотемпературные мессбауэровские спектры демонстрируют уширение спектральных линий, которое наилучшим образом аппроксимируется в рамках модели многоуровневой спиновой релаксации. Для всех исследованных образцов SmFe3−xAlx(BO3)4 определены температуры Нееля TN магнитного фазового перехода. Обнаружено, что величина TN нелинейно уменьшается при увеличении концентрации x примеси Al, а тип трехмерного магнитного упорядочения меняется от планарного к изинговскому.

References

  1. G. A. Smolenskii and I. E. Chupis, Sov. Phys.-Uspekhi 25, 475 (1982).
  2. H. Schmid, Ferroelectrics 162, 317 (1994).
  3. D. I. Khomskii, J. Magn. Magn. Mater. 306, 1 (2006).
  4. D. Khomskii, Physics 2, 20 (2009).
  5. A. P. Pyatakov and A. K. Zvezdin, Phys.-Uspekhi 55, 557 (2012).
  6. Y. Tokura, S. Seki, and N. Nagaosa, Rep. Prog. Phys. 77, 076501 (2014).
  7. S. Dong, J. M. Liu, S. W. Cheong, and Z. Ren, Adv. Phys. 64, 519 (2015).
  8. M. Fiebig, T. Lottermoser, D. Meier, and M. Trassin, Nat. Rev. Mater. 1, 16046 (2016).
  9. S. Luo and K. Wang, J. Alloys Compd. 726, 833 (2017).
  10. A. Scaramucci, H. Shinaoka, M. V. Mostovoy, M. Muller, C. Mudry, M. Troyer, and N. A. Spaldin, Phys. Rev. X 8, 011005 (2018).
  11. A. M. Kadomtseva, Yu. F. Popov, G. P. Vorob’ev, A. P. Pyatakov, S. S. Krotov, K. I. Kamilov, V. Yu. Ivanov, A. A. Mukhin, A. K. Zvezdin, A. M. Kuz’menko, L. N. Bezmaternykh, I. A. Gudim, and V. L. Temerov, Low Temp. Phys. 36, 511 (2010).
  12. 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 (2011).
  13. K.-C. Liang, R. P. Chaudhury, B. Lorenz, Y. Y. Sun, L. N. Bezmaternykh, I. A. Gudim, V. L. Temerov, and C. W. Chu, J. Phys. Conf. Ser. 400, 032046 (2012).
  14. E. Svab, E. Beregi, M. Fabian, and Gy. M´esz´aros, Opt. Mater. (Amst) 34, 1473 (2012).
  15. A. V. Trukhanov, V. G. Kostishyn, L. V. Panina, V. V. Korovushkin, V. A. Turchenko, P. Thakur, A. Thakur, Y. Yang, D. A. Vinnik, E. S. Yakovenko, L. Yu. Macuy, E. L. Trukhanova, and S. V. Trukhanov, J. Alloys Compd. 754, 247 (2018).
  16. N. I. Snegirev, A. V. Bogach, I. S. Lyubutin, M. A. Chuev, S. V. Yagupov, Yu. A. Mogilenec, K. A. Selezneva, and M. B. Strugatsky, Phys. Met. Metallogr. 124(2), 133 (2023).
  17. И. А. Гудим, М. С. Молокеев, В. Л. Темеров, Л. Н. Безматерных, А. В. Еремин, Сибирский аэрокосмический журнал 13(5), 156 (2012).
  18. Yu. F. Popov, A. P. Pyatakov A. M. Kadomtseva, G. P. Vorob’ev, A. K. Zvezdin, A. A. Mukhin, V. Yu. Ivanov, and I. A. Gudim, JETP 111(2), 199 (2010).
  19. A. A. Mukhin, G. P. Vorob’ev, V. Yu. Ivanov, A. M. Kadomtseva, A. S. Narizhnaya, A. M. Kuz’menko, Yu. F. Popov, L. N. Bezmaternykh, and I. A. Gudim, JETP Lett. 93(5), 275 (2011).
  20. I. A. Gudim, E. V. Eremin, and V. L. Temerov, J. Cryst. Growth 312, 2427 (2010).
  21. E. Eremin, I. Gudim, V. Temerov, D. Smolyakov, and M. Molokeev, J. Cryst. Growth 518, 1 (2019).
  22. P. G. Naumov, I. S. Lyubutin, K. V. Frolov, and E. I. Demikhov, Instruments and Experimental Techniques 53, 770 (2010).
  23. S. S. Starchikov, K. O. Funtov, V. A. Zayakhanov, K. V. Frolov, M. G. Klenov, I. Yu. Bondarenko, and I. S. Lyubutin, Instruments and Experimental Techniques 66, 497 (2023).
  24. M. E. Matsnev and V. S. Rusakov, AIP Conf. Proc. 1489, 178 (2012).
  25. М. Е. Мацнев, В. С. Русаков, Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ (SpectrRelax) # 2023664369 от 4 июля 2023 г. Бюл. # 7; https://fips.ru/EGD/c80ff56b-96ba-4f25-bae0-c44d12eaa639.
  26. E. S. Smirnova, O. A. Alekseeva, A. P. Dudka, T. A. Sorokin, D. N. Khmelenin, V. O. Yapaskurt, M. V. Lyubutina, K. V. Frolov, I. S. Lyubutin, and I. A. Gudim, Acta Cryst. B 78(3-2), 546 (2022).
  27. E. S. Smirnova, O. A. Alekseeva, V. V. Artemov, T. A. Sorokin, D. N. Khmelenin, E. V. Sidorova, K. V. Frolov, and I. A. Gudim, Crystals 13(7), 1128 (2023).
  28. P. Gutlich, E. Bill, and A. X. Trautwein, Mossbauer Spectroscopy and Transition Metal Chemistry: Fundamentals and Applications, Springer, Berlin, Heidelberg (2011), p. 81.
  29. R. H. Herber, Chemical Mossbauer Spectroscopy, Plenum, N.Y. (1984), p. 199.
  30. P. W. Anderson, J. Phys. Soc. Japan. 9, 316 (1954).
  31. R. A. Sack, An International Journal at the Interface Between Chemistry and Physics 1(2), 163 (1958).
  32. M. Blume and J. A. Tjon, Phys. Rev. 165(2), 446 (1968).
  33. J. K. Srivastava and R. P. Sharma, Phys. Status Solidi 35, 491 (1969).
  34. K. V. Frolov, I. S. Lyubutin, O. A. Alekseeva, E. S. Smirnova, A. P. Dudka, I. A. Verin, V. L. Temerov, and I. A. Gudim, J. Alloys Compd. 909, 164747 (2022).
  35. K. V. Frolov, O. A. Alekseeva, I. S. Lyubutin, V. Ksenofontov, E. S. Smirnova, V. L. Temerovd, I. A. Gudim, and M. V. Lyubutina, JETP 135(5), 698 (2022).
  36. H. E. Stanley, Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena, Clarendon Press, Oxford (1971), p. 42.
  37. J.-P. Renard, in Organic and Inorganic LowDimensional Crystalline Materials, ed. by P. Delhaes and M. Drillon, Plenum Press, N.Y., London (1987), p. 125.
  38. L. J. de Jongh, in Magnetic properties of layered transition metal compounds, ed. by L. J. de Jongh, Kluwer Аcademic Publishers, Netherlands (1990), p. 1.
  39. C. Ritter, A. Pankrats, I. Gudim, A. Vorotynov, J. Phys.: Condens. Matter 24, 386002 (2012).
  40. K. Seleznyova, M. Strugatsky, S. Yagup ov, Yu. Mogilenec, A. Drovosekov, N. Kreines, P. Rosa, and J. Kliava, J. Appl. Phys. 125, 223905 (2019).
  41. K. Seleznyova, M. Strugatsky, S. Yagupov, Yu. Mogilenec, P. Rosa, M. Gonidec, and J. Kliava, J. Alloys Compd. 976, 173105 (2024).
  42. J. M. Yeomans and R. B. Stinchcombe, J. Phys. C: Solid State Phys. 12, L169 (1979).
  43. D. Bertrand, A. R. Fert, S. Legrand, J. P. Redoules, and M. C. Schmidt, J. Phys. C: Solid State Phys. 14, 1789 (1981).
  44. N. Boccara, Phys. Lett. A 94(3-4), 185 (1983).
  45. M. Serva, Physica A 390(13), 2443 (2011).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Supplementary Material
Download (672KB)
Indexing metadata

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».