The Evolution of the Magnetic Properties
of Iron Borate Single Crystals Doped with Gallium

N. I. Snegirev; Снегирёв Н. И.; A. V. Bogach; Богач А. В.; I. S. Lyubutin; Любутин И. С.; M. A. Chuev; Чуев М. А.; S. V. Yagupov; Ягупов С. В.; Yu. A. Mogilenec; Могиленец Ю. А.; K. A. Selezneva; Селезнева К. А.; M. B. Strugatsky; Стругацкий М. Б.

doi:10.31857/S0015323022601325

Эволюция магнитных свойств монокристаллов бората железа при допировании галлием

Авторы: Снегирёв Н.И.¹, Богач А.В.², Любутин И.С.¹, Чуев М.А.³, Ягупов С.В.⁴, Могиленец Ю.А.⁴, Селезнева К.А.⁴, Стругацкий М.Б.⁴
Учреждения:
1. Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
2. Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
3. Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН
4. Физико-технический институт ФГАОУ ВО “КФУ им. В.И. Вернадского”
Выпуск: Том 124, № 2 (2023)
Страницы: 141-145
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://jdigitaldiagnostics.com/0015-3230/article/view/662756
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323022601325
EDN: https://elibrary.ru/KVXUCB
ID: 662756

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Высокосовершенные монокристаллы FeBO₃ и Fe_0.91Ga_0.09BO₃ исследованы с помощью SQUID-магнитометрии в широком диапазоне температур. Разработана теоретическая модель, описывающая температурные и полевые зависимости намагниченности монокристаллов. Установлено, что даже небольшая концентрация диамагнитной примеси галлия существенно влияет на магнитные свойства монокристаллов FeBO₃. В частности, кристалл Fe_0.91Ga_0.09BO₃ отличается от образца чистой фазы FeBO₃ пониженной температурой магнитного фазового перехода и повышенной антиферромагнитной восприимчивостью при низких температурах.

Ключевые слова

борат железа, монокристаллы, магнитные свойства, теоретический анализ

Список литературы

Smirnova E.S., Snegirev N.I., Lyubutin I.S., Starchikov S.S., Artemov V.V., Lyubutina M.V., Yagupov S.V., Strugatsky M.B., Mogilenec Y.A., Seleznyova K.A., Alekseeva O.A. Flux growth, structure refinement and Mössbauer studies of Fe1 – xGaxBO3 single crystals. // Acta Crystallogr. B: Structural Science, Crystal Eng. Mater. 2020. V. 76(6) P. 1100–1108.
Yagupov S., Strugatsky M., Seleznyova K., Mogilenec Yu., Snegirev N., Marchenkov N., Kulikov A., Eliovich Ya., Frolov K., Ogarkova Yu., Lyubutin I. Development of a Synthesis Technique and Characterization of High-Quality Iron Borate FeBO3 Single Crystals for Applications in Synchrotron Technologies of a New Generation // Cryst. Growth Des. 2018. V. 18. P. 7435–7440.
Панкратов А.К., Стругацкий М.Б., Ягупов С.В. Газотранспортный синтез и морфология изометричных монокристаллов бората железа // Ученые записки ТНУ им. В.И. Вернадского. 2007. Т. 20(59). С. 64–73.
Joubert J.C., Shirk T., White W.B., Roy R. Stability, Infrared Spectrum and Magnetic Properties of FeBO3 // Mater. Res. Bull. 1968. V. 3. P. 671–676.
Pernet M., Elmale D., Joubert J. C. Structure Magnetique Du Metaborate de Fer FeBO3 // Solid State Commun. 1970. V. 8. P. 1583–1587.
Mogilenec Y., Seleznyova K., Yagupov S., Seleznev K., Nauhatsky I., Maksimova E., Strugatsky M. Structure of Fe1 – xMexBO3 (Me = Al, Sc) single crystals with low x‑values // J. Physics: Conference Series 2021. V. 2103. P. 012 069.
Mogilenec Y., Seleznyova K., Yagupov S., Strugatsky M., Kliava J. Dzyaloshinskii-Moriya interaction constant in iron-gallium borate single crystals // J. Phys.: Conference Series. 2020. V. 1697(1). P. 012083.
Seleznyova K., Strugatsky M., Yagupov S., Mogilenec Y., Drovosekov A., Kreine N., Rosa P., Kliava J. Electron magnetic resonance of iron-gallium borate single crystals // J. Appl. Physics. 2019. V. 125. P. 223905.
Yagupov S., Strugatsky M., Seleznyova K. Mogilenec Y., Milyukova E., Maksimova E., Nauhatsky I., Drovosekov A., Kreines N., Kliava J. Iron borate films: Synthesis and characterization // J. Magn. Magn. Mater. 2016. V. 417. P. 338–343.
Maksimova E.M., Nauhatsky I.A., Strugatsky M.B., Zubov V.E. Magnetism of real iron borate monocrystal // J. Magn. Magn. Mater. 2010. V. 322. P. 477–480.
Snegirev N.I., Lyubutin I.S., Yagupov S.V. Chuev M.A., Chumakov N.K., Zhigalina O.M., Khmelenin D.N., Strugatsky M.B. Size Effects in Iron Borate FeBO3 Nanoparticles // Russian J. Inorganic Chemistry. 2021. V. 66(8). P. 1217–1222.
Lyubutin I.S., Snegirev N.I., Chuev M.A., Starchikov S., Smirnova E., Lyubutina M., Yagupov S., Strugatsky M., Alekseeva O. Magnetic and electric hyperfine parameters of antiferromagnet FeBO3 intended for monochromatization of synchrotron radiation // J. Alloys and Compd. 2022. V. 906. P. 164348.
Snegirev N., Lyubutin I., Kulikov A., Zolotov D., Vasiliev A., Lyubutina M., Yagupov S., Mogilenec Y., Seleznyova K., Strugatsky M. Structural perfection of Fe1 – xGaxBO3 single crystals designed for nuclear resonant synchrotron experiments // J. Alloys and Compd. 2022. V. 889. P. 161 702.
Дорошев В.Д., Kовтун Н.М., Лукин С.Н., Молчанов А.Н. Базисная магнитная анизотропия слабого ферромагнетика FеВO3 // Письма в ЖЭТФ. 1979. Т. 29(5). С. 286–290.
Strugatsky M., Seleznyova K., Yagupov S., Drovosekov A., Kliava J. Nature of magnetocrystalline anisotropy in the basal plane of iron borate // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 442. P. 417–422.
Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука. 1971. 1032 с.
Stoner E.C., Wohlfarth E.P. A mechanism of magnetic hysteresis in heterogeneous alloys // Phil. Trans. Royal Soc. London A. 1948. V. 240. P. 599–642.
Chuev M.A., Hesse J. Nanomagnetism: extension of the Stoner–Wohlfarth model within Néel’s ideas and useful plots // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. V.19. P. 506 201.
Néel L. Influence des fluctuations thermiques sur l’aimantation de grains ferromagnétiques très fins // Comptes Rendus Hebdomadaires Des Seances De L Academie Des Sciences. 1949. V. 228(8). P. 664–666.
Yakimov S.S., Ozhogin V.I., Gamlitskii V.Ya. Cherepanov V.M., Pudkov S.D. Magnetic field induced antiferromagnetism in FeBO3 // Phys. Lett. A. 1972. V. 39A. N5. P. 421–423.
Великов Л.В., Рудашевский Е.Г., Селезнев В.Н. Наблюдение антиферромагнитного резонанса в борате железе выше температуры Нееля // Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1972. № 7. С. 1531–1534.
Stanley H.E. Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena. Oxford University Press. 1971. P. 333.