Магнитные свойства монокристалла GdCr₃(BO₃)₄

• Published in: Физика низких температур
• Date: 2018
• Main Authors: Блудов, А.Н., Савина, Ю.А., Пащенко, В.А., Гнатченко, С.Л., Мальцев, В.В., Кузьмин, Н.Н., Леонюк, Н.И.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2018
• Subjects: Низкотемпеpатуpный магнетизм
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176117
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Магнитные свойства монокристалла GdCr₃(BO₃)₄ / А.Н. Блудов, Ю.А. Савина, В.А. Пащенко, С.Л. Гнатченко, В.В. Мальцев, Н.Н. Кузьмин, Н.И. Леонюк // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 5. — С. 554-560. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.

Проведено исследование температурной зависимости магнитной восприимчивости χ(Т) монокристалла GdCr₃(BO₃)₄ в температурном диапазоне 2–300 К для двух ориентаций внешнего магнитного поля: Н || c и Н ⊥ c. Установлено, что гадолиниевый хромовый борат упорядочивается антиферромагнитно при ТN = 7 К. Обнаружено, что при Т > 10 К магнитные свойства кристалла изотропны, что характерно для чисто спиновых состояний ионов Cr³⁺ и Gd³⁺. Показано, что магнитная восприимчивость χ(Т) соединения GdCr₃(BO₃)₄ при Т > ТN хорошо описывается одномерной спиновой моделью для системы ферромагнитных цепочек ионов Cr³⁺ с обменом 2J/k = –13,6 К и с антиферромагнитным взаимодействием 2J′/k = +0,72 К между цепочками. При этом гадолиниевая подсистема подмагничена антиферромагнитно благодаря обменному f–d-взаимодействию, что дает θGd = –2,8 К. Сделано предположение, что соединение GdCr₃(BO₃)₄ в магнито-упорядоченном состоянии является антиферромагнетиком с анизотропией типа «легкая плоскость». Проведено дослідження температурної залежності магнітної сприйнятливості χ(Т) монокристала
 GdCr₃(BO₃)₄ в температурному діапазоні 2–300 К для двох орієнтацій зовнішнього магнітного поля: Н║c
 и Н⊥c. Встановлено, що гадолінієвий хромовий борат впорядковується антиферомагнітно при ТN = 7 К.
 Виявлено, що при Т > 10 К магнітні властивості кристала ізотропні, що характерно для cуто спінових
 станів іонів Cr³⁺ и Gd³⁺. Показано, що магнітна сприйнятливість χ(Т) сполуки GdCr₃(BO₃)₄ при Т > ТN
 добре описується одновимірною спіновою моделлю для системи феромагнітних ланцюжків іонів Cr³⁺
 з обміном 2J/k = –13,6 К та з антиферомагнітною взаємодією 2J'/k = +0,72 К між ланцюжками. При
 цьому гадолінієва підсистема підмагнічена антиферомагнітно завдяки обмінній f–d-взаємодії, що дає
 θGd = –2,8 К. Зроблено припущення, що сполука GdCr₃(BO₃)₄ у магнітовпорядкованному стані є антиферомагнетиком з анізотропією типу «легка площина». The temperature dependence of single crystal magnetic susceptibility χ(Т) of GdCr₃(BO₃)₄ in the temperature range 2–300 K for two orientations of external
 magnetic field Н || c and Н ⊥ c has been investigated. It
 is established that the gadolinium chromium borate is
 ordered antiferromagnetically at ТN = 7 K. It is found that at Т > 10 K the magnetic properties are isotropic,
 that is characteristic of pure spin states of the Cr³⁺ and
 Gd³⁺ ions. It is shown that at Т > ТN the magnetic susceptibility χ(Т) of GdCr₃(BO₃)₄ is well described by using an one-dimensional spin model for a system of the
 coupled chains of the Cr³⁺ ions with ferromagnetic
 intrachain exchange 2J/k = –13,6 K and antiferromagnetic interchain interaction of 2J′/k = +0,72 K. In addition, the paramagnetic gadolinium subsystem has the
 antiferromagnetic spin-spin correlations thanks to the
 exchange f–d interaction, which gives θGd = –2,8 K. It
 is suggested that in the magnetically ordered state the
 GdCr₃(BO₃)₄ compound is an antiferromagnet with an
 easy-plane anisotropy.