The Parameters of the Hyperfine Structure of 57Fe Nuclei
in FeBO3 and Fe0.91Ga0.09BO3 Single Crystals

N. I. Snegirev; Снегирёв Н. И.; S. S. Starchikov; Старчиков С. С.; I. S. Lyubutin; Любутин И. С.; M. A. Chuev; Чуев М. А.; S. V. Yagupov; Ягупов С. В.; M. B. Strugatskii; Стругацкий М. Б.

doi:10.31857/S001532302260143X

Параметры сверхтонкой структуры ядер ⁵⁷Fe в монокристаллах FeBO₃ и Fe_0.91Ga_0.09BO₃

Авторы: Снегирёв Н.И.¹, Старчиков С.С.¹, Любутин И.С.¹, Чуев М.А.², Ягупов С.В.³, Стругацкий М.Б.³
Учреждения:
1. Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
2. Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН
3. Физико-технический институт ФГАОУ ВО “КФУ им. В.И. Вернадского”
Выпуск: Том 124, № 4 (2023)
Страницы: 368-374
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://jdigitaldiagnostics.com/0015-3230/article/view/662841
DOI: https://doi.org/10.31857/S001532302260143X
EDN: https://elibrary.ru/VIBHAW
ID: 662841

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методом мёссбауэровской спектроскопии определены значения параметров сверхтонкого взаимодействия ядер ⁵⁷Fe в монокристаллах бората железа FeBO₃ и изоструктурного ему твердого раствора Fe_0.91Ga_0.09BO₃. Разработана теоретическая модель для описания резонансных переходов ядер железа в приближении комбинированного магнитного дипольного и электрического квадрупольного сверхтонкого взаимодействия, с учетом статистического распределения Ga и Fe по октаэдрическим позициям в кристалле Fe_0.91Ga_0.09BO₃. Установлено, что даже небольшая концентрация Ga ведет к существенному изменению сверхтонкой структуры ядер ⁵⁷Fe в FeBO₃, что выражается в появлении дополнительных компонент в мёссбауэровских спектрах монокристалла Fe_0.91Ga_0.09BO₃.

Ключевые слова

борат железа, монокристаллы, магнитные свойства, эффект Мёссбауэра, теоретический анализ

Список литературы

Pernet M., Elmale D., Joubert J.C., Structure Magnetique Du Metaborate de Fer FeBO3 // Solid State Commun. 1970. V. 8. P. 1583–1587.
Yagupov S., Strugatsky M., Seleznyova K., Mogilenec K.Y., Snegirev N., Marchenkov N.V., Kulikov A.G., Eliovich Y.A., Frolov K.V., Ogarkova Y.L., Lyubutin I.S. 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. 7435–7435.
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 Engineering and Materials. 2020. V. 76. № 6. P. 1100–1108.
Lyubutin I.S., Snegirev N.I., Chuev M.A., Starchikov S.S., Smirnova E.S., Lyubutina M.V., Yagupov S.V., Strugatsky M.B., Alekseeva O.A. 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., Smirnova E., Lyubutin I., Kiiamov A., Starchikov S., Yagupov S., Strugatsky M., Alekseeva O. Mutual orientation of electric intracrystalline and magnetic fields in iron borate single crystals // IEEE Magn. Lett. 2022. V. 13. P. 2501004.
Potapkin V., Chumakov A.I., Smirnov G.V., Rüffer R., McCammon C., Dubrovinsky L. Angular, spectral, and temporal properties of nuclear radiation from a 57Fe synchrotron Mössbauer source // Phys. Rev. A. 2012. V. 86. № 5. P. 053808.
Seleznyova K., Strugatsky M., Yagupov S., Mogilenec Y., Drovosekov A., Kreines N., Rosa P., Kliava J. Electron magnetic resonance of iron-gallium borate single crystals // J. Appl. Physics. 2019. V. 125. P. 223905.
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. 2021. V. 889. P. 161 702.
Лабушкин В.Г. Дифракция рентгеновского и мёссбауэровского излучения на магнитоупорядоченных кристаллах / Дис. на соискание степени доктора физ.-мат. наук, ВНИИФТРИ, Москва, 1986.
Kamzin A.S., Ol’khovik L.P., Snetkova E.V. Preparation and investigation of weakly ferromagnetic Fe1 – xGaxBO3 single crystals // Phys. Solid State. 2003. V. 45. № 11. P. 2128–2130.
Dmitrienko V.E., Ovchinnikova E.N., Collins S., Nisbet G., Beutier G., Kvashnin Y.O., Mazurenko V.V., Lichtenstein A.I., Katsnelson M.I. Measuring the Dzya-loshinskii–Moriya interaction in a weak ferromagnet // Nat. Phys. 2014. V. 10. № 3. P. 202–206.
Coey J.M.D., Sawatzky G.A. The mössbauer spectra of substituted systems local molecular field theory // Phys. Status Solidi B. 1971. V. 44. № 2. P. 673–680.
Lyubutin I.S., Chuev M.A., Starchikov S.S., Funtov K.O., Lyubutina M.V. Spiral magnetic structures with various helix parameters in langasite family compounds tested by Mössbauer spectroscopy // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 504. P. 166 665.
Снегирёв Н.И., Богач А.В., Любутин И.С., Чуев М.А., Ягупов С.В., Могиленец Ю.А., Селезнева К.А., Стругацкий М.Б. Эволюция магнитных свойств монокристаллов бората железа при допировании галлием // ФММ. 2023. Т. 124. № 2. С. 141–145.
Вайнштейн Б.К. Современная кристаллография. М.: Наука, 1979.