Спектроскопия конденсированного состояния

Изменение вероятности оптических переходов в ионе Yb$^{3+}$ при магнитных фазовых переходах в мультиферроике Cu$_3$Yb(SeO$_3$)$_2$O$_2$Cl

С. А. Климин^a, Е. С. Кузнецова^b, П. С. Бердоносов<sup>b

a</sup> Институт спектроскопии РАН, 142190 Москва, Троицк, Россия
^b Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, химический факультет, 119991 Москва, Россия

Аннотация: Исследованы инфракрасные спектры пропускания Cu$_3$Yb(SeO$_3$)$_2$O$_2$Cl – иттербиевого аналога природного минерала францисита. По расщеплениям дублетов крамерсова иона Yb$^{3+}$ зарегистрированы два фазовых перехода ($T_{\mathrm{N}}$ = 35 K и $T_{\mathrm{R}}$ = 9 K). Показано, что низкотемпературный переход является спин-переориентационным. Анализ в рамках теории среднего поля позволяет сделать вывод о том, что магнитная анизотропия иттербия не совпадает с анизотропией медной магнитной подсистемы. Получена оценка энергии, необходимой на переориентацию медной магнитной подсистемы; она составляет 864 J mol$^{-1}$. Обнаружено, что вероятность 0–0-перехода в ионе Yb$^{3+}$ изменяется как в области температуры $T_{\mathrm{N}}$, так и $T_{\mathrm{R}}$ предположительно вследствие спонтанной магнитнострикции.

Ключевые слова: фрацисит, мультиферроик, оптическая спектроскопия, $f$–$f$-переходы, крамерсовы дублеты.

DOI: 10.21883/OS.2023.07.56125.4397-23

Реферативные базы данных:

•