Manifestations of the electron orbital moment in high-frequency properties of ferroelectrics with 3d-ions

• Published in: Condensed Matter Physics
• Date: 1999
• ISSN: 1607-324X
• Main Author: Chupis, I.E.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 1999
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/121019
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Manifestations of the electron orbital moment in high-frequency properties of ferroelectrics with 3d-ions / I.E. Chupis // Condensed Matter Physics. — 1999. — Т. 2, № 4(20). — С. 745-753. — Бібліогр.: 8 назв. — англ.

A phenomenological theory of high-frequency properties of ferroelectric
 and ferroelectric-ferromagnet with the 3d-ions has been elaborated based
 on the separate accounting for spin and orbital electron moments, electron
 and ion contributions to electric polarization. In the ferroelectric state, the
 existence of the electron orbital moment leads to the breaks in the temperature dependencies of the transverse components of dielectric susceptibility
 at the ferroelectric transition temperature. The values of these breaks are
 proportional to the square of the electron part of spontaneous polarization
 and the parameter of freezing of the orbital moment. Similar breaks and
 the decrease of the phonon frequencies in the ferroelectric state should
 occur in the modes which are not soft. Besides, the effect of induction of
 high-frequency orbital moment by electron part of electric polarization has
 been predicted as well. This effect would lead to the break in the temperature dependence of paramagnetic susceptibility at ferroelectric transition
 temperature. In the ferroelectromagnetic state, the electron orbital moment
 also manifests itself in λ increase of magnetoelectric gyration ( λ is the
 constant of spin-orbital interaction). Побудована феноменологічна теорія високочастотних властивостей
 сегнетоелектрика і сегнетоелектрик-феромагнетика з 3d-іонами,
 яка грунтується на розділеному врахуванні спінового і орбітального
 електронних моментів, електронних та іонних вкладів до електричної поляризації. У сегнетоелектричному стані існування електронного орбітального момента приводить до розривів поперечних компонент діелектричної сприйнятливості при температурі сегнетоелектричного переходу. Величини цих розривів пропорціональні до квадрата електронної частини спонтанної поляризації і параметра замороження орбітального момента. Аналогічні розриви і зменшення фононних частот у сегнетоелектричному стані мають спостерігатися в
 модах, які не є м’якими. Крім того, передбачено ефект індукції високочастотного орбітального момента на електронну частину поляризації. Цей ефект може приводити до розриву парамагнітної сприйнятливості при температурі сегнетоелектричного переходу. У фероелектромагнітному стані електронний орбітальний момент проявляє
 себе в λ зростанні магнітоелектричної гірації ( λ є постійна спін-
 орбітальної взаємодії).