Динамические магнитоэлектрические явления в области электромагнонов в мультиферроиках на основе редкоземельных боратов

А.А. Мухин^а, А.М. Кузьменко^а, В.Ю. Иванов^а, А.Г. Пименов^б, А.М. Шуваев^б, В.Е. Дём^б
^аИнститут общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119991, Российская Федерация
^бInstitute of Solid State Physics, Vienna University of Technology, Wiedner Hauptstraße 8-10, Vienna, 1040, Austria

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, H_b → −H_b. 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.

Текст pdf (434 Кб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0185.201510l.1089

Ключевые слова: магнитоэлектрические явления, мультиферроики, магнитные возбуждения, магнитная спектроскопия, антиферромагнитный резонанс
PACS: 75.85.+t, 76.50.+g, 78.20.Fm (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0185.201510l.1089
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2015/10/l/
Web of Science

000367246700006
Scopus

2-s2.0-84954315043
ADS NASA

2015PhyU...58..993M
Цитата: Мухин А А, Кузьменко А М, Иванов В Ю, Пименов А Г, Шуваев А М, Дём В Е "Динамические магнитоэлектрические явления в области электромагнонов в мультиферроиках на основе редкоземельных боратов" УФН 185 1089–1098 (2015)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 20 июля 2015, одобрена в печать: 27 мая 2015

English citation: Mukhin A A, Kuzmenko A M, Ivanov V Yu, Pimenov A G, Shuvaev A M, Dziom V E “Dynamic magnetoelectric phenomena within electromagnons in rare-earth borate multiferroics” Phys. Usp. 58 993–1001 (2015); DOI: 10.3367/UFNe.0185.201510l.1089

Список литературы (36) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (15) Похожие статьи (20)

Fiebig M J. Phys. D Appl. Phys. 38 R123 (2005)
Khomskii D I J. Magn. Magn. Mater. 306 1 (2006)
Eerenstein W, Mathur N D, Scott J F Nature 442 759 (2006)
Tokura Y Science 312 1481 (2006)
Ramesh R, Spaldin N A Nature Mater. 6 21 (2007)
Cheong S-W, Mostovoy M Nature Mater. 6 13 (2007)
Пятаков А П, Звездин А К УФН 182 593 (2012); Pyatakov A P, Zvezdin A K Phys. Usp. 55 557 (2012)
Pimenov A et al. Nature Phys. 2 97 (2006)
Sushkov A B et al. Phys. Rev. Lett. 98 027202 (2007)
Aguilar R V et al. Phys. Rev. B 76 060404(R) (2007)
Pimenov A et al. Phys. Rev. B 77 014438 (2008)
Мухин А А и др. Изв. РАН. Сер. физ. 71 1658 (2007); Mukhin A A et al. Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 71 1617 (2007)
Kida N et al. Phys. Rev. B 78 104414 (2008)
Senff D et al. Phys. Rev. Lett. 98 137206 (2007)
Senff D et al. J. Phys. Condens. Matter 20 434212 (2008)
Pimenov A, Shuvaev A M, Mukhin A A, Loidl A J. Phys. Condens. Matter 20 434209 (2008)
Takahashi Y et al. Phys. Rev. Lett. 101 187201 (2008)
Aguilar R V et al. Phys. Rev. Lett. 102 047203 (2009)
Мухин А А и др. УФН 179 904 (2009); Mukhin A A et al. Phys. Usp. 52 851 (2009)
Kézsmárki I et al. Phys. Rev. Lett. 106 057403 (2011)
Takahashi Y et al. Nature Phys. 8 121 (2012)
Takahashi Y, Yamasaki Y, Tokura Y Phys. Rev. Lett. 111 037204 (2013)
Kézsmárki I et al. Nature Commun. 5 3203 (2014)
Arima T J. Phys. Condens. Matter 20 434211 (2008)
Kibayashi S et al. Nature Commun. 5 4583 (2014)
Shuvaev A et al. Phys. Rev. Lett. 111 227201 (2013)
Звездин А К и др. Письма в ЖЭТФ 81 335 (2005); Zvezdin A K et al. JETP Lett. 81 272 (2005)
Звездин А К и др. Письма в ЖЭТФ 83 600 (2006); JETP Lett. 83 509 (2006)
Yen F et al. Phys. Rev. B 73 054435 (2006)
Liang K-C et al. Phys. Rev. B 83 180417(R) (2011)
Мухин А А и др. Письма в ЖЭТФ 93 305 (2011); Mukhin A A et al. JETP Lett. 93 275 (2011)
Кузьменко А М и др. Письма в ЖЭТФ 94 318 (2011); Kuz'menko A M et al. JETP Lett. 94 294 (2011)
Kuzmenko A M et al. Phys. Rev. B 89 174407 (2014)
Volkov A A et al. Infrared Phys. 25 369 (1985); Kozlov G, Volkov A Millimeter and Submillimeter Wave Spectroscopy of Solids (Ed. G Grüner) (Berlin: Springer, 1998) p. 51
Berreman D W J. Opt. Soc. Am. 62 502 (1972)
Kuzmenko A M et al. Phys. Rev. B (2015), submitted; Kuzmenko A M et al. arXiv:1505.07813