ИСТИНА

ыполнены комплексные экспериментальные и теоретические исследования магнитных, диэлектрических, магнитоэлектрических и магнитоупругих свойств, включая спонтанные и индуцированные сильным магнитным полем (до 250 кЭ) фазовые переходы, монокристаллов редкоземельных ферроборатов RFe3(BO3)4, манганитов RMnO3 (в том числе Eu1-xHoxMnO3) и RMn2O5 , которые позволили выявить основные механизмы магнитных и магнитоэлектрических взаимодействий в этих новых мультиферроиках. Показано, что в редкоземельных ферроборатах определяющую роль в формировании антиферромагнитной структуры и магнитоэлектрических свойств ниже TN~40 K (легкоосная или легкоплоскостная) играет анизотропия основного состояния редкоземельного иона. Установлено, что в легкоосных ферроборатах Pr, Tb, Dy в сильном магнитном поле Н||с при H=45; 27; 34 кЭ, соответственно, происходит спин-флоп переход от с-оси в базисную плоскость. Построены фазовые Н-Т-диаграммы. В легкоплоскостных ферроборатах Y, Nd, Eu, Nd-Gd при магнитном поле Н~(5-10) кЭ, лежащем в ab-плоскости, спины поворачиваются в ab-плоскости к направлению, перпендикулярному приложенному полю, что сопровождается аномалиями упомянутых физических свойств. Показано, что величина индуцированной полем поляризации зависит не только от основного состояния редкоземельного иона, но и от его магнитной анизотропии, а также от кристаллографической модификации (R32 или P3121). Для легкоплоскостных ферроборатов максимальное значение индуцированной полем поляризации наблюдалось для ферробората неодима (~ 400 мкКл/м2), что намного превышает поляризацию ферроборатов с немагнитными (Y) и изотропными (Gd) ионами (~1-3 мкКл/м2). Объяснены теоретически в рамках симметрийного подхода особенности поведения магнитоэлектрических и магнитоупругих свойств ферроборатов в зависимости от поля. Обнаружено, что в ферроборатах помимо индуцированной полем возникает спонтанная электрическая поляризация ниже TN. Изучены структурные фазовые переходы (R32 - P3121), сопровождаемые аномалиями диэлектрических, магнитоэлектрических свойств и теплового расширения, температура которых зависит от радиуса редкоземельного иона. Впервые исследованы субмиллиметровые диэлектрические и магниторезонансные свойства ферроборатов . Обнаружены моды антиферромагнитного резонанса (R=Y, Eu, Tb, Tb0.25Er0.75) и моды магнитных возбуждений в подсистеме редкоземельных ионов Nd3+, Gd3+, что позволило определить ряд дополнительных параметров магнитных взаимодействий (константы анизотропии и R-Fe обмена, расщепления основных состояний R-ионов). В мультиферроике DyMnO3 с циклоидальной спиновой структурой впервые наблюдено переключение поляризации в электрическом поле вблизи перехода в сегнетоэлектрическое состояние. В новом замещенном мультиферроике Eu1-xHoxMnO3 обнаружена большая величина спонтанной электрической поляризации (~ 400- 800 мкКл/м2) и её переориентация от а- к с- оси при понижении температуры и увеличении концентрации гольмия. Построены T-x фазовые диаграммы данной системы. Обнаружены необычные индуциррованные магнитным полем фазовые переходы, сопровождаемые перерориентацией циклоидальной спиновой структуры и электрической поляризации,. В монокристалле мультиферроика TmMn2O5 обнаружены аномалии магнитоэлектрических и магнитоупругих свойств при индуцированных магнитным полем фазовых переходах между различными несоразмерными и соразмерными структурами,, а также при переориентационных и метамагнитных фазовых переходах. Проведенные исследования магнитоэлектрических свойств известного магнитоэлектрика BaMnF4, позволили уточнить его кристаллическую симметрию, которая оказалась не моноклинной, а триклинной. Обнаружена также аномальная зависимость магнитоиндуцированной поляризации от температуры вдоль a-оси кристалла, которая объясняется пироэлектрическим эффектом, вызванным магнитокалорическим нагревом образца.