Редкоземельные ферробораты RFe3(BO3)4(Обзор)

Анотація

Дан краткий обзор физических свойств семейства редкоземельных ферроборатов RFe₃(BO₃)₄. При высоких температурах некоторые из этих соединений демонстрируют структурный фазовый переход I рода из высокосимметричной R32 в низкосимметричную P3₁2₁ модификацию. Температура этого перехода систематически уменьшается с увеличением радиуса редкоземельного иона. Во всех соединениях этого семейства при низких температурах происходит антиферромагнитное упорядочение железной подсистемы. Редкоземельная подсистема, оставаясь парамагнитной вплоть до самых низких температур, подмагничивается магнитным полем упорядоченной железной подсистемы. Температура антиферромагнитного перехода T_N = 20-40 К слабо зависит от вида редкоземельного иона, но при этом ионы R³⁺ определяют ориентацию магнитных моментов ионов Fe³⁺ в упорядоченном состоянии. Так, в соединениях с Y, Nd, Er и Tm магнитные моменты железа ориентированы в ab-плоскости, а в соединениях с Tb и Dy они параллельны оси c. В GdFe₃(BO₃)₄ при Т_SR ~ 9 К наблюдается спин-переориентационный фазовый переход I рода. Обнаружено, что GdFe₃(BO₃)₄ и NdFe₃(BO₃)₄ являются мультиферроиками, что проявляется в зависящих от ориентации и величины внешнего магнитного поля магнитоэлектрических и магнитоупругих эффектах.