Симметрия и магнитоэлектрические взаимодействия в BaMnF₄

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Симметрия и магнитоэлектрические взаимодействия в BaMnF₄ Звездин, А.К.; Пятаков, А.П. На основе симметрийного анализа теоретически исследованы магнитная анизотропия и магнитоэлектрические взаимодействия в сегнетоэлектричеcком антиферромагнетике BaMnF₄. Показано, что симметрия допускает существование в этом материале неоднородного магнитоэлектрического взаимодействия (флексомагнитоэлектрического типа) со специфической зависимостью от величины и ориентации внешнего магнитного поля. Это взаимодействие с ростом поля может обеспечить фазовый переход в магнитную несоразмерную фазу с характерным скачком электрической поляризации. Рассмотрены линейный и квадратичный магнитоэлектрические эффекты и вопрос о релятивистском скосе подрешеток, обусловленном магнитоэлектрическим взаимодействием. Предлагаемый подход является естественным обобщением метода построения инвариантов из магнитных мод кристалла на случай фазовых переходов с удвоением элементарной ячейки кристалла и может быть применен для симметрийного анализа других сегнетомагнитных соединений.; На підставі симетрійного аналізу теоретично досліджено магнітну анізотропію та магнітоелектричні взаємодії у сегнетоелектричному антиферомагнетику BaMnF₄. Показано, що симетрія припускає існування в цьому матеріалі неоднорідної магнітоелектричної взаємодії (флексомагнітоелектричного типу) із специфічною залежністю від величини та орієнтації зовнішнього магнітного поля. Ця взаємодія з ростом поля може забезпечити фазовий перехід у магнітну неспіввимірну фазу з характерним стрибком електричної поляризації. Розглянуто лінійний і квадратичний магнітоелектричні ефекти та питання про релятивістський скос підграток, який обумовлено магнітоелектричною взаємодією. Запропонований підхід є природним узагальненням методу побудови інваріантів із магнітних мод кристала на випадок фазових переходів з подвоєнням елементарної комірки кристала та може бути застосований для симетрійного аналізу інших сегнетомагнітних сполук.; Magnetic anisotropy and magnetoelectric interactions in ferroelectric antiferromagnet BaMnF₄ are considered theoretically using the symmetry analysis. It is shown that the symmetry allows the existence of inhomogeneous magnetoelectric (flexoelectric type) interaction possessing a characteristic dependence on value and orientation of external magnetic field. As the field is increased this interaction at critical field leads to the phase transition to the magnetic incommensurate phase accompanied with a jump of electricpolarization. The linear and quadratic magnetoelectric effects and the relativistic tilt of the magnetic sublattices caused by the magnetoelectric interaction are considered. The proposed technique is a natural generalization of the symmetry analysis to the class of crystals which undergo the phase transitions followed by a doubling of the unit cell and can be applied not only to the BaMnF₄.

Индуцированная магнитным полем спиновая переориентация в сильно анизотропном антиферромагнитном кристалле LiC₀PO₄

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Индуцированная магнитным полем спиновая переориентация в сильно анизотропном антиферромагнитном кристалле LiC₀PO₄ Харченко, Н.Ф.; Хрусталев, В.М.; Савицкий, В.Н. Экспериментально обнаружено, что в сильно анизотропном орторомбическом антиферромагнитном кристалле LiC₀PO₄ (TN=21,7К) разрушение антиферромагнитного упорядочения магнитным полем, направленным вдоль оси антиферромагнетизма H||b, происходит поэтапно, путем трех фазовых переходов: двух переходов первого рода в полях H₁=118кЭ, H₂=224кЭ и одного фазового перехода второго рода в поле H₃=283кЭ (T=1,7К). Выявлен участок магнитных полей (H₂,H₃), на котором происходят плавные, почти линейные по полю изменения намагниченности кристалла. Обсуждаются возможные магнитные структуры, образующиеся в магнитном поле. Сделаны оценки величин обменных параметров.; Експериментально виявлено, що у сильно анізотропному орторомбічному антиферомагнітному кристалі LiC₀PO₄ (TN=21,7К) руйнування антиферомагнітного впорядкування магнітним полем, спрямованим вздовж антиферомагнітної осі H||b, відбувається поетапно, шляхом трьох фазових переходів: двох переходів І роду у полях H₁=118кЕ, H₂=224кЕ та одного фазового переходу ІІ роду у полі H₃=283кЕ (T=1,7К). Виявлено інтервал магнітних полів (H₂,H₃), у якому відбувається плавна, майже лінійна по полю зміна намагніченості кристалу. Обговорюються можливі магнітні структури, що утворюються в магнітному полі. Зроблено оцінки величин обмінних параметрів.; It was experimentally found that destroying of antiferromagnetic order by magnetic field applied along the antiferromagnetic axis (H||b) in strong-anisotropic orthorhombic antiferromagnetic crystal LiC₀PO₄ (TN=21.7K) occurs by three phase transitions — two transitions of the first order at H₁=118kOe and H₂=224 kOe, and the second order one at H₃==283kOe (T=1.7K). In the field range H₂

Magnetoelectricity in the ferrimagnetic Cu₂OSeO₃: symmetry analysis and Raman scattering study

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Magnetoelectricity in the ferrimagnetic Cu₂OSeO₃: symmetry analysis and Raman scattering study Gnezdilov, V.P.; Lamonova, K.V.; Pashkevich, Yu.G.; Lemmens, P.; Berger, H.; Bussy, F.; Gnatchenko, S.L. We report Raman scattering studies and magneto/structural symmetry analysis of the many sublattices ferrimagnet Cu₂OSeO₃ with a cubic symmetry and a linear magnetoelectric effect. There is no spectroscopic evidence for structural lattice distortions below TC = 60 K, which are expected due to magnetoelectric coupling. Using symmetry arguments we explain this observation by considering a special type of ferrimagnetic ground state which does not generate a spontaneous electric polarization. Interestingly, Raman scattering shows a strong increase of electric polarization of media through a dynamic magnetoelectric effect as a remarkable enhancement of the scattering intensity below TC. New lines of purely magnetic origin have been detected in the magnetically ordered state. A part of them are attributed as scattering on exchange magnons. Using this observation and further symmetry considerations we argue for strong Dzyaloshinskii–Moriya interaction existing in the Cu₂OSeO₃.

Магнитоэлектрический эффект в магнитострикционно-пьезоэлектрических мультиферроиках

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Магнитоэлектрический эффект в магнитострикционно-пьезоэлектрических мультиферроиках Бичурин, М.И.; Петров, В.М. Дан анализ современного этапа изучения магнитоэлектрических (МЭ) композиционных мультиферроиков. В материалах такого рода МЭ эффект проявляется как следствие магнитострикционных и пьезоэлектрических свойств компонентов. Упругое механическое взаимодействие между магнитострикционной и пьезоэлектрической фазами дает гигантский магнитоэлектрический отклик в магнитоэлектрических композиционных материалах. Вблизи электромеханического резонанса МЭ эффект усиливается более чем в 100 раз. Интерес, связанный с возможностью построения интегральных устройств, вызывают недавно полученные наноструктурные композиты из сегнетоэлектрических и магнитных оксидов, выполненные в виде пленок на подложке. МЭ взаимодействие между сегнетоэлектрическими и магнитными оксидами, имеющими размеры порядка нанометров, такое же, как и у обычных композиционных материалов. Подобно объемным МЭ композитам, среди возможных применений МЭ эффекта в нанокомпозитах следует указать датчики, преобразователи и разнообразные устройства чтения–записи.; Дано аналіз сучасного етапу вивчення магнітоелектричних (МЕ) композиційних мультифероїків. У матеріалах такого роду МЕ ефект проявляється як наслідок магнітострикційних та п'єзоелектричних властивостей компонентів. Пружна механічна взаємодія між магнітострикційною та п'єзоелектричною фазами дає гігантський магнітоелектричний відгук у магнітоелектричних композиційних матеріалах. Поблизу електромеханічного резонансу МЕ ефект підсилюється більш ніж в 100 разів. Інтерес, пов'язаний з можливістю побудови інтегральних обладнань, викликають недавно отримані наноструктурні композити із сегнетоелектричних й магнітних оксидів, яки виконано у вигляді плівок на підкладці. МЕ взаємодія між сегнетоелектричними й магнітними оксидами, що мають розміри порядку нанометрів, така ж, як і у звичайних композиційних матеріалів. Подібно об'ємним МЕ композитам, серед можливих застосувань МЕ ефекту в нанокомпозитах слід указати датчики, перетворювачі й різноманітні обладнання читання-запису.; Present studies of magnetoelectric (МE) composite multiferroics are analyzed. In such materials the МE effect arises from magnetostriction and piezoelectric properties of components. The elastic mechanical interaction between magnetostriction and piezoelectric phases results in a giant magnetoelectric response in magnetoelectric composite materials. In the vicinity of electromechanical resonance the МE effect is enhanced more than by a factor of 100. Interest in possible construction of integrated devices has been provoked by recent nanostructural composites of ferroelectric and magnetic oxides prepared in the film-onsubstrate form. The МE interaction between ferroelectric and magnetic oxides of nanometers size is the same as that in common composite materials. Like bulk МE composites, the МE effect in nanocomposites may be applied in converters sensors, transducers, and in a variety of reproducing-recording devices.

Физика низких температур, 2010, № 06

Симметрия и магнитоэлектрические взаимодействия в BaMnF₄

Индуцированная магнитным полем спиновая переориентация в сильно анизотропном антиферромагнитном кристалле LiC₀PO₄

Magnetoelectricity in the ferrimagnetic Cu₂OSeO₃: symmetry analysis and Raman scattering study

Магнитоэлектрический эффект в магнитострикционно-пьезоэлектрических мультиферроиках