- PII
- S0370274X25010216-1
- DOI
- 10.31857/S0370274X25010216
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 121 / Issue number 1-2
- Pages
- 133-152
- 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.
- Keywords
- Date of publication
- 16.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 17
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).
