С. И. Воробьев, А. Л. Геталов, Е. И. Головенчиц, Е. Н. Комаров, В. П. Коптев, С. А. Котов, И. И. Павлова, В. А. Санина, Г. В. Щербаков, “Исследование мультиферроика GdMn$_2$O$_5$ $\mu$SR-методом”, Физика твердого тела, 2013, том 55, выпуск 3,страницы 422

Эта публикация цитируется в 7 статьях

Магнетизм

Исследование мультиферроика GdMn$_2$O$_5$ $\mu$SR-методом

С. И. Воробьев^a, А. Л. Геталов^a, Е. И. Головенчиц^b, Е. Н. Комаров^a, В. П. Коптев^a, С. А. Котов^a, И. И. Павлова^a, В. А. Санина^b, Г. В. Щербаков^a

^a Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Гатчина, Ленинградская обл., Россия
^b Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Мультиферроик GdMn$_2$O$_5$ (керамический образец и образец, составленный из большого числа хаотически ориентированных монокристаллов с линейными размерами 2–3 mm) был изучен $\mu$SR-методом в интервале температур 10–300 K. Обнаружены три аномалии в температурном поведении параметров функции релаксации поляризации мюонов: вблизи фазового перехода, обусловленного возникновением дальнего магнитного порядка в подсистеме ионов марганца ($T_{N1}$ = 40–41 K); вблизи lock-in-перехода, обусловленного скачкообразным изменением волнового вектора магнитного порядка ($T_L$ = 35 K); вблизи температуры упорядочения ионов Gd$^{3+}$ ($T_{N2}$ = 15 K). Анализ временных спектров прецессии спина мюонов во внутреннем магнитном поле образцов показал, что имеются две позиции предпочтительных мест локализации мюонов в образцах, различающиеся величинами частот прецессии и характером их температурной зависимости. Более низкочастотная прецессия, обусловленная ионами Mn$^{4+}$, ферромагнитными комплексами Mn$^{4+}$–Mn$^{4+}$ + мюоний и ионами Gd$^{3+}$, наблюдалась во всей области температур $T < T_{N1}$ и практически не зависела от температуры. При температурах $T < T_L$ = 35 K возникала также более высокочастотная прецессия, обусловленная ионами Mn$^{3+}$. Для нее характерна температурная зависимость $\sim(1-T/T_{N1})^\beta$ с показателем $\beta$ = 0.39, типичная для 3D-магнетиков гейзенберговского типа. При $T < T_{N1}$ обнаружен недостаток полной асимметрии. Это, возможно, обусловлено образованием мюония и указывает на важную роль процессов переноса заряда при формировании дальнего магнитного порядка.