Аннотация:
В редкоземельных ферроборатах на примере мультиферроика SmFe3(BO3;);4 в диапазоне 40 – 150 ГГц обнаружено электроактивное спиновое возбуждение (электромагнон) — аналог низкочастотной квазиферромагнитной моды антиферромагнитного резонанса Fe-подсистемы, — которое вносит основной вклад в гигантский статический (квазистатистический) магнитодиэлектрический эффект и определяет два типа динамических магнитоэлектрических эффектов: 1) гигантскую оптическую активность при волновом векторе k, параллельном кристаллографической оси c, k∥c, в поперечном магнитном поле H∥a-оси, сопровождаемую вращением плоскости поляризации более чем на 70 град мм−1 в резонансе; 2) дирекционное двупреломление и дихроизм в поперечном магнитном поле H∥b-оси, которые проявляются в асимметрии прохождения излучения в прямом (k∥c) и обратном (k∥−c) направлениях, что эквивалентно смене знака поля Hb→−Hb. Развита теория, которая объясняет обнаруженные динамические магнитоэлектрические явления с учётом различной симметрии тензоров магнитной, магнитоэлектрической и диэлектрической восприимчивостей для H∥a и H∥b и позволяет их количественно описать.
Работа выполнена при частичной поддержке Российским фондом фундаментальных исследований (проекты 14-02-91000 и 15-02-07647) и Austrian Science Funds (I815-N16, I1648-N27, W1243).
Поступила:20 июля 2015 г. Одобрена в печать: 27 мая 2015 г.
Образец цитирования:
А. А. Мухин, А. М. Кузьменко, В. Ю. Иванов, А. Г. Пименов, А. М. Шуваев, В. Е. Дём, “Динамические магнитоэлектрические явления в области электромагнонов в мультиферроиках на основе редкоземельных боратов”, УФН, 185:10 (2015), 1089–1098; Phys. Usp., 58:10 (2015), 993–1001
Магноника — новое направление спинтроники и спин-волновой электроники С. А. Никитов, Д. В. Калябин, И. В. Лисенков, А. Н. Славин, Ю. Н. Барабаненков, С. А. Осокин, А. В. Садовников, Е. Н. Бегинин, М. А. Морозова, Ю. П. Шараевский, Ю. А. Филимонов, Ю. В. Хивинцев, С. Л. Высоцкий, В. К. Сахаров, Е. С. Павлов УФН, 2015, 185:10, 1099–1128
Эта публикация цитируется в следующих 14 статьяx:
Ю. С. Орлов, С. В. Николаев, В. А. Дудников, В. А. Гавричков, С. Г. Овчинников, “Особенности спиновых кроссоверов в магнитных материалах”, УФН, 193:7 (2023), 689–716; Yu. S. Orlov, S. V. Nikolaev, V. A. Dudnikov, V. A. Gavrichkov, S. G. Ovchinnikov, “Features of spin crossovers in magnetic materials”, Phys. Usp., 66:7 (2023), 647–672
Bazine W., Tahiri N., El Bounagui O., Ez-Zahraouy H., “Strain Effect on Physical Properties of the Multiferroic Mn3Sn Material: a First-Principles Calculations”, Philos. Mag., 102:13 (2022), 2043565, 1305–1319
K.V. Frolov, I.S. Lyubutin, O.A. Alekseeva, E.S. Smirnova, A.P. Dudka, I.A. Verin, V.L. Temerov, I.A. Gudim, “Magnetic properties and structural anomalies observed in multiferroic NdFe3(BO3)4 by 57Fe Mossbauer spectroscopy”, Journal of Alloys and Compounds, 909 (2022), 164747
Orlov Yu.S. Nikolaev V S. Nesterov I A. Ovchinnikov S.G., “Light-Induced Ultrafast Dynamics of Spin Crossovers Under High Pressure”, J. Exp. Theor. Phys., 132:3 (2021), 399–415
Golosovsky V I., Mukhin A.A., Skumryev V., Boehm M., Schmidt W., Regnault L.-P., Gudim I.A., “Magnetic Excitations and Exchange Interactions in the Substituted Multiferroics (Nd,Tb)FE-3(Bo3)(4) Revealed By Inelastic Neutron Scattering”, Phys. Rev. B, 103:21 (2021), 214412
Ю. С. Орлов, С. В. Николаев, С. Г. Овчинников, А. И. Нестеров, “Сверхбыстрая квантовая динамика релаксации магнитоупорядоченных систем со спиновым кроссовером в возбужденном состоянии при внезапном возмущении”, Письма в ЖЭТФ, 112:4 (2020), 268–274; Yu. S. Orlov, S. V. Nikolaev, S. G. Ovchinnikov, A. I. Nesterov, “Ultrafast quantum relaxation dynamics of magnetically ordered systems with spin crossover in an excited state under a sudden perturbation”, JETP Letters, 112:4 (2020), 250–256
L. H. da Silveira Lacerda, S. R. de Lazaro, “Magneto-optical coupling and Kerr effect in pbnio3, pbcro3, and pbmno3 multiferroics: an excited-states approach”, J. Magn. Magn. Mater., 514 (2020), 167176
J. Mannhart, P. Bredol, D. Braak, “Phase filters for a novel kind of asymmetric transport - scientific prospects and opportunities for possible applications”, Physica E, 109 (2019), 198–200
I. V. Golosovsky, A. I. Vasilev, A. A. Mukhin, E. Ressouche, V. Skumryev, I. Urcelay-Olabarria, I. A. Gudim, L. N. Bezmaternykh, “Complex magnetic order in the nd(tb)fe-3(bo3)(4) multiferroic revealed by single-crystal neutron diffraction”, Phys. Rev. B, 99:13 (2019), 134439
J. Liu, S. U. Rehman, Zh. Fu, Yu. Liu, Ya. Lu, H. Bi, P. C. Morais, “Room-temperature multiferroicity in magnetic field-poled polyaniline and its enhancement via cu2+-complexation”, Synth. Met., 253 (2019), 131–140
A. M. Kuzmenko, V. Dziom, A. Shuvaev, A. Pimenov, D. Szaller, A. A. Mukhin, V. Yu. Ivanov, A. Pimenov, “Sign change of polarization rotation under time or space inversion in magnetoelectric ybal3(bo3)(4)”, Phys. Rev. B, 99:22 (2019), 224417
K. V. Frolov, I. S. Lyubutin, O. A. Alekseeva, E. S. Smirnova, I. A. Verin, V. L. Temerov, L. N. Bezmaternykh, I. A. Gudim, V. V. Artemov, T. V. Dmitrieva, “Dynamics of structural and magnetic phase transitions in ferroborate YFe$_3$(BO$_3$)$_4$”, J. Alloy. Compd., 748 (2018), 989–994
I.V. Golosovsky, A.K. Ovsyanikov, D.N. Aristov, P.G. Matveeva, A.A. Mukhin, M. Boehm, L.-P. Regnault, L.N. Bezmaternykh, “Spin-wave dynamics and exchange interactions in multiferroic NdFe3(BO3)4 explored by inelastic neutron scattering”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 451 (2018), 443
А. С. Савченко, А. С. Тарасенко, С. В. Тарасенко, В. Г. Шавров, “Безобменные магнитоэлектрические магноны — особый класс смешанных гибридных дипольных волн”, Письма в ЖЭТФ, 103:8 (2016), 588–596; A. S. Savchenko, A. S. Tarasenko, S. V. Tarasenko, V. G. Shavrov, “Exchangeless magnetoelectric magnons: A new class of mixed hybrid dipole waves”, JETP Letters, 103:8 (2016), 522–530