ИСТИНА

В соответствии с планом проекта на 2011 год с целью выяснения механизмов магнитоэлектрических эффектов, были проведены измерения магнитных, магнитоупругих и магнитодиэлектрических свойств кристаллов мультиферроиков: ферроборатов гольмия, самария, эрбия и замещенных составов в сильных импульсных полях до 250 кЭ в интервале температур 4.2-300 К, а также субмиллиметровые спектроскопические исследования ферроборатов. Показано, что наряду с величиной магнитного момента иона редкой земли важным фактором, определяющим магнитоэлектрическую поляризацию редкоземельных ферроборатов, является также поле f-d обмена между ионами редкой земли и железа, что в наибольшей степени проявляется в малых магнитных полях до 10 кЭ. Установлено, что в сильных по сравнению с полем f-d обмена магнитных полях роль поля обмена становится незначительной, магнитоэлектрическое взаимодействие определяется электронной структурой редкоземельных ионов и их спектром в кристаллическом поле. Выявлена тенденция к уменьшению магнитоиндуцированного вклада в поляризацию, наблюдающуюся в высоких полях, с уменьшением радиуса редкоземельного иона. Обнаружены аномалии в температурной зависимости магнитоэлектрической поляризации при характерных для ферроборатов разнообразных структурных и магнитных фазовых переходах, свидетельствующие о наличии большого магнитоэлектрического взаимодействия в этих соединениях. Обнаружено гигантское (более чем в три раза) уменьшение диэлектрической проницаемости в легкоплоскостном ферроборате самария при приложении магнитного поля > 10 кЭ, которое объясняется вкладом в диэлектрическую проницаемость от электрической восприимчивости, связанной с вращением спинов в ab- плоскости в области антиферромагнитного упорядочения. Большой магнитоэлектрический эффект наблюдался также в гольмиевом ферроборате и в замещенном составе с 30% замещением ионов самария гольмием. В ферроборатах системы Nd1-xTbxFe3(BO3)4 (х=0.1 и 0.2) обнаружены при H||c двухступенчатые спин-флоп переходы из одноосного в легкоплоскостное состояния, указывающие на существование промежуточной угловой фазы, благодаря конкурирующим анизотропным взаимодействиям Nd - Fe и Tb- Fe. Исследованы субмиллиметровые магнито-резонансные и диэлектрические свойства ферроборатов с R=Sm, Nd, Gd и ряда смешанных составов. Обнаружены антиферромагнитный резонанс (АФМР) в подсистеме ионов Fe и магнитные возбуждения в R-подсистеме. Выявлено их сильное взаимодействие и зависимость от типа R-иона. Теоретический анализ и моделирование связанных магнитных колебаний Fe- и R-подсистем позволил определить основные параметры магнитных взаимодействий. Установлена также сильная анизотропия диэлектрической проницаемости и обнаружены ее скачки при структурном фазовом переходе из фазы R32 в P3121. В монокристаллах новых мультиферроиков Mn1-xCoxWO4 (0<=x<=0.2) исследованы индуцируемые сильными импульсными магнитными полями до 250 кЭ фазовые переходы, сопровождаемые изменениями электрической поляризации и магнитной структуры, связанные с переориентацией спиновой циклоиды.