Магнетизм, спинтроника

Резонансные исследования влияния примеси Bi$^{3+}$ на магнитную анизотропию и фазовые диаграммы в ферроборате гадолиния GdFe$_3$(BO$_3$)$_4$

А. И. Панкрац^a, С. А. Скоробогатов^ab, И. Н. Хороший^a, С. М. Жарков^ab, Г. М. Зеер^b, И. А. Гудим^a, В. Р. Титова<sup>a

a</sup> Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН – обособленное подразделение Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр СО РАН", Красноярск, Россия
^b Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

Аннотация: Сравниваются pезонансные свойства монокристаллов гадолиниевого ферробората GdFe$_3$(BO$_3$)$_4$ различного качества: номинально чистых и содержащих примеси ионов Bi$^{3+}$. Методом EDS определено, что реальное содержание примеси висмута близко к оценке в 6%, сделанной ранее на основе магнитных исследований. Резонансные свойства подтверждают, что в обоих кристаллах формируются похожие магнитные фазовые диаграммы с ориентационным переходом между легкоосным и легкоплоскостным антиферромагнитным упорядочением, который реализуется либо как спонтанный переход при температуре $T_{SR}$, либо как переход в индуцированное магнитным полем легкоплоскостное состояние при $T<T_{SR}$. Из резонансных данных вычислены температурные зависимости эффективных полей магнитной анизотропии и магнитоанизотропных вкладов подсистем железа и гадолиния. Сделан вывод о том, что примесь ионов Bi$^{3+}$ не только подавляет вклад подсистемы гадолиния, которую эти ионы частично замещают, но также вызывает уменьшение вклада подсистемы железа. В результате суммарное изменение эффективного поля анизотропии кристалла оказывается достаточно слабым.

Ключевые слова: магнитная анизотропия, резонансные свойства, магнитные фазовые диаграммы, редкоземельные ферробораты.

Поступила в редакцию: 11.07.2025
Исправленный вариант: 01.10.2025
Принята в печать: 13.10.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.11.62135.186-25

Реферативные базы данных:

•