Совместный семинар НУГ и Лаборатории фурье-спектроскопии Института спектроскопии РАН на тему «Применение метода фурье-спектроскопии для исследования кристаллов мультиферроиков RFe3(BO3)4 (R=Pr-Er)»

В четверг 6 июня с докладом на тему "Применение метода фурье-спектроскопии для исследования кристаллов мультиферроиков RFe3(BO3)4 (R=Pr-Er)" выступла Чукалина Елена Петровна, старший научный сотрудник ИСАН, к.ф.-м.н.

На семинаре были обзрены работы, которые проводятся в Лаборатории, демонстрирующий возможности метода фурье-спектроскопии при изучении фазовых переходов и магнитных структур кристаллов мультиферроиков с редкими землями RFe₃(BO₃)₄ (R=Pr-Er). Во введении расшифровано определение «мультиферроик» и кратко сказано об их возможных практических применениях. Сформулирована цель спектроскопического исследования: получить сведения о структуре штарковских уровней в парамагнитном и магнитоупорядоченном состояниях, используемых в дальнейших расчетах по теории кристаллического поля для нахождения параметров, объясняющих термодинамические и магнитоэлектрические свойства исследуемых соединений. На примере ряда соединений редкоземельных ферроборатов показано каким образом по температурной зависимости спектров поглощения выявляется фазовые переходы, их природа (структурный, магнитное упорядочение, спин-переориентационный переход). Применение метода эрбиевого спектроскопического зонда позволило успешно определить тип магнитной структуры еще до проведения экспериментов по рассеянию нейтронов. Анализ спектров поглощения ферробората празеодима позволил выявить новый эффект: возгорание спектральных линий, запрещенных по правилам отбора, при  магнитном упорядочении в кристалле PrFe₃(BO₃)₄.Из теоретического расчёта, проведённого на основе наших спектроскопических данных, получен физически обоснованный набор параметров кристаллического поля и параметров обменных взаимодействий для ряда редкоземельных ферроборатов, которые использовались для моделирования температурной зависимости магнитной восприимчивости. Расчеты вклада подсистемы европия в электрическую поляризацию EuFe3(BO3)4, индуцируемую внешним магнитным полем, показали, что электронный вклад, соответствующий поляризации электронной 4f оболочки РЗ ионов, как минимум на порядок величины меньше поляризации, обусловленной относительными смещениями подрешеток катионов и анионов. Этот вывод важен для понимания микроскопических механизмов магнитоэлектрического эффекта в ферробратах.

После доклада проведена экскурсия в лабораторную комнату и показан уникальный фурье-спектрометр высокого разрешения Bruker IFS 125HR.

Семинар вызвал живой интерес слушателей. Было задано множество вопросов.

Материалы семинара. (PPTX, 4,81 Мб)