Магнитные и магнитоупругие свойства редкоземельных ферроборатов RFe3(BO3)4,R=Nd,Tb,Dy тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.11, кандидат физико-математических наук Волков, Денис Витальевич

• Волков, Денис Витальевич
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Волков, Денис Витальевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ФЕРРОБОРАТЫ RFe3(B03) обзор).

§1. Введение.

§2. Кристаллическая структура.

§3. Фазовые переходы и магнитные свойства GdFe3(B03)4: магнитные измерения, АФМР и эффект Мессбауэра.

§4. Оптические свойства и электронная структура GdFe3(B03)4.

Исследования под давлением.

§5. Изучение мультиферроэлектрических свойств GdFe3(B03)4 и

NdFe3(B03)4.

§6. Спектроскопические исследования.

§7. Магнитные и другие термодинамические свойства и данные магнитной нейтронографии для RFe3(B03)4.

§8. Кристаллическое поле и оптические свойства изоструктурных алюмоборатов RA13(B03)4.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД.

§ 1. Гамильтониан и термодинамический потенциал для расчета магнитных характеристик.

§2. Магнитоупругий гамильтониан и расчет магнитоупругих эффектов.

ГЛАВА 3. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ

ФЕРРОБОРАТОВ TbFe3(B03)4 И DyFe3(B03)4.

§1. Кривые намагничивания, начальная магнитная восприимчивость и вклад редкоземельной подсистемы в теплоемкость ТЬРе3(ВОз)4.

1.1. Качественный анализ.

1.2. Количественный анализ.

§2. Эффект " взаимодействия" энергетических уровней редкоземельного иона в TbFe3(B03)4.

§3. Магнитные свойства БуРез(ВОз)4.

§4. Выводы.

ГЛАВА 4. ПРОЦЕССЫ НАМАГНИЧИВАНИЯ В

ЛЕГКОПЛОСКОСТНОМ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКЕ

NdFe3(B03)4.

§ 1. Кривые намагничивания.

1.1. Анизотропия намагниченности при 2Kb плоскости ас.

1.2. Низкотемпературные кривые намагничивания в базисной плоскости.

1.3. Кривые намагничивания для разных температур во флоп фазе.

§2. Температурные зависимости начальной магнитной восприимчивости в упорядоченной области. Аномалии типа Шоттки.

§3. Выводы.

ГЛАВА 5. МАГНИТОУПРУГИЕ ЭФФЕКТЫ В

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ФЕРРОБОРАТАХ RFe3(B03)4.ЮЗ

§1. Введение.

§2. Продольная магнитострикция в ШРе3(ВОз)4.

§3. Магнитоупругий вклад в тепловое расширение.

§4. Перенормировка упругих констант.

§5. Скачки магнитострикции при спин-флоп переходе в ТЬРе3(ВОз)4.

§6. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитные и магнитоупругие свойства редкоземельных ферроборатов RFe3(BO3)4,R=Nd,Tb,Dy»

Соединения, содержащие 4f и 3d элементы, весьма перспективны для практического применения, поскольку обладают большим разнообразием магнитных, магнитоупругих, магнитооптических, резонансных и других физических свойств. Они используются или исследуются для использования в качестве рабочих материалов в лазерной и вычислительной технике, прикладной магнитооптике, в различных устройствах микроэлектроники, магнитоакустики и т.д.

Изучение 4f-3d соединений важно не только с точки зрения их практического применения. Существование двух магнитных подсистем со своей спецификой взаимодействия представляет большой интерес для физики магнитных явлений. В формировании физических свойств этих соединений важнейшую роль играет кристаллическое поле, а также магнитоупругое взаимодействие, их изучение позволяет решать проблемы, имеющие ключевое значение для физики твердого тела. В частности, оно способствует выяснению фундаментальных вопросов магнетизма: природы кристаллического поля, магнитоупругого взаимодействия, магнитной анизотропии, механизмов индуцированных магнитным полем фазовых переходов в f-d системах и т.д.

В качестве объектов исследования были выбраны редкоземельные (РЗ) ферробораты RFe3(B03)4, имеющие структуру минерала хантита, которые характеризуются яркими магнитными и магнитоупругими свойствами и их аномалиями при индуцированных магнитным полем фазовых переходах. В случае R = Gd, Nd установлена [1, 2] принадлежность этих соединений к классу мультиферроиков, исследование соединений с другими R в этом # аспекте еще не проводились. Железная подсистема в РЗ ферроборатах упорядочивается антиферромагнитно при температурах Нееля TN порядка 3040 К. Кристаллы RFe3(B03)4 имеют тригональную симметрию (пространственная группа R32) и характеризуются цепочечной структурой для ионов железа, цепочки направлены вдоль тригональной оси с. В области упорядочения эти соединения, тем не менее, ведут себя практически как обычные трехмерные антиферромагнетики. Это позволяет использовать их как объекты для исследования применимости обычных теоретических подходов, например, приближения молекулярного поля. Поскольку редкоземельные ферробораты RFe3(B03)4 с разными редкими землями имеют разные магнитные структуры, это дает возможность выявить роль редкоземельной подсистемы в формировании магнитной структуры при изучении магнитных характеристик и фазовых переходов, индуцированных внешним магнитным полем, апробированными теоретическими моделями (например, модель кристаллического поля для редкоземельного иона в соединении). Сравнение рассчитанных физических величин с их значениями, определенными в эксперименте, представляет возможность определить параметры соединения, актуальные для рассматриваемого свойства, и производить анализ изменений соответствующих параметров по редкоземельному ряду.

Целью диссертационной работы являлось теоретическое исследование магнитных и магнитоупругих свойств РЗ ферроборатов КРез(ВОз)4, имеющих тригональную симметрию, в рамках единого подхода. Задачами работы являлись:

• построение теоретического подхода, отражающего иерархию взаимодействий и кристаллическую и магнитную структуру РЗ ферроборатов;

• расчет намагниченности, начальной магнитной восприимчивости и магнитострикции вдоль трех кристаллографических направлений в упорядоченной и парамагнитной фазах, а также анализ их аномалий при фазовых переходах;

• расчет вклада РЗ подсистемы в теплоемкость, тепловое расширение и упругие свойства и влияния магнитного поля на особенности этого вклада;

• интерпретация имеющихся экспериментальных данных и определение параметров исследуемых соединений.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. В четырех главах изложены оригинальные результаты.

Заключение диссертации по теме «Физика магнитных явлений», Волков, Денис Витальевич

Выводы

Сформулированный в работе теоретический подход, учитывающий иерархию взаимодействий и структуру редкоземельных ферроборатов, позволяет рассчитывать термодинамические характеристики этих соединений с любыми редкими землями. Расчет намагниченности, магнитной восприимчивости, магнитострикции, РЗ вкладов в теплоемкость, тепловое расширение и упругие константы редкоземельных ферроборатов с R = Nd, Tb, Dy позволил сделать следующие основные выводы.

1. За магнитную анизотропию исследованных РЗ ферроборатов ответственно кристаллическое поле, действующее на РЗ подсистему.

2. В тербиевом и диспрозиевом ферроборатах в поле вдоль тригональной оси происходит спин-флоп переход в Fe подсистеме, сопровождаемый переориентацией магнитных моментов РЗ ионов вдоль направления поля.

3. В неодимовом ферроборате при намагничивании в базисной плоскости обязателен учет доменной структуры, при этом сценарии намагничивания вдоль направлений а и Ъ разные.

4. Для всех исследованных ферроборатов на температурных зависимостях начальной магнитной восприимчивости имеют место аномалии типа Шоттки: для тербиевого и диспрозиевого соединений на Хе(т)-> для неодимового - на Ja(r) и Jb(X).

5. Аномалия Шоттки на РЗ вкладе в теплоемкость в поле вдоль тригональной оси сдвигается в область более низких температур в тербиевом ферроборате и слабо сдвигается в более высокие температуры в диспрозиевом.

6. Низкотемпературные аномалии теплового расширения и упругих констант, обусловленные РЗ вкладом, значительны и возможны для наблюдения в тербиевом и диспрозиевом ферроборатах в разных условиях эксперимента.

7. В неодимовом ферроборате скачки продольной магнитострикции в поле вдоль оси а и дальнейшее изменение ее знака обусловлены соответствующим поведением мультипольных моментов РЗ иона.

8. Скачки мультипольных моментов РЗ ионов в тербиевом и диспрозиевом ферроборатах при спин-флоп переходе в поле вдоль тригональной оси должны приводить к скачкам магнитострикции и сопутствующему изменению обменного параметра в Fe подсистеме.

9. В тербиевом ферроборате для поля вдоль трудного направления должны наблюдаться особенности кривой намагничивания и дифференциальной магнитной восприимчивости, обусловленные сближением энергетических уровней РЗ иона вблизи критического значения поля, определяемого структурой основного мультиплета.

Выражаю благодарность своим научным руководителям: доктору физ.-мат. наук, профессору А.Н. Васильеву за предложенную тему, внимание и помощь при выполнении диссертационной работы и доктору физ.-мат. наук, профессору Н.П. Колмаковой за обучение методам расчетов и образование в области физики магнетизма редкоземельных соединений.

Автор благодарен к.ф.-м.н. А.А. Демидову за полезные дискуссии и помощь в работе, к.ф.-м.н. Е.А. Поповой за сотрудничество и предоставление экспериментальных данных и всей кафедре физики низких температур и сверхпроводимости за доброжелательное отношение и помощь.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главный результат диссертации - это расчет магнитных и магнитоупругих характеристик РЗ ферроборатов RFe3(B03)4, R = Nd, Tb, Dy в рамках единого подхода, основанного на модели кристаллического поля для РЗ иона и приближении молекулярного поля, а также количественная интерпретация имеющихся экспериментальных данных и определение параметров исследованных соединений.

1. Для трех кристаллографических направлений рассчитаны кривые намагничивания в упорядоченной и парамагнитной областях и температурные зависимости начальной магнитной восприимчивости РЗ ферроборатов с ионами ТЬ и Dy, в которых магнитные моменты обеих подсистем в отсутствие поля ориентированы вдоль тригональной оси. Выявлено, что такая ориентация является следствием действия кристаллического поля на РЗ подсистему, причем степень формируемой анизотропии и структура нижней части основного мультиплета разные для ТЬ и Dy: изинговский характер анизотропии и изолированный от возбужденных уровней некрамерсовский квазидублет, расщепленный f-d

1 3+ взаимодействием на ~ 32 см", для иона ТЬ и сильная, но отнюдь не изинговская, анизотропия и сложная структура двух крамерсовских дублетов, отстоящих в парамагнитной области друг от друга на ~ 25 см"1 и расщепленных f-d взаимодействием на ~ 19 см"1 (основной дублет) и ~ 22 см*1 (второй дублет). Следствием этого является разный характер намагничивания этих соединений в базисной плоскости: весьма малая восприимчивость j b у ТЬРез(ВОз)4 и достаточно большая у DyFe3(B03)4. В поле вдоль тригональной оси с происходит спин-флоп переход в железной подсистеме, сопровождаемый переориентацией магнитных моментов РЗ ионов вдоль направления поля в обоих соединениях. Получено количественное совпадение с результатами эксперимента при описании В-Т фазовых диаграмм, величин скачков при фазовом переходе и их температурных зависимостей и т.д. Предсказан сдвиг аномалии Шоттки на теплоемкости в область более низких температур в поле вдоль тригональной оси в ТЬРез(ВОз)4, который затем был обнаружен на эксперименте. В ОуРез(ВОз)4 из-за более сложной структуры нижних энергетических уровней РЗ иона должен происходить слабый сдвиг аномалии Шоттки на теплоемкости в большие температуры. Описаны аномалии типа Шоттки для начальной восприимчивости jc в этих двух соединениях. Для ТЬРез(ВОз)4 предсказан эффект "взаимодействия" энергетических уровней РЗ иона для поля вдоль трудного направления, проявляющийся в виде аномалии на соответствующей кривой намагничивания и пика на дифференциальной магнитной восприимчивости.

2. Исследованы процессы намагничивания в легкоплоскостном антиферромагнетике ШРе3(ВОз)4 с учетом возможного существования трех типов доменов в кристалле тригональной симметрии. Уточнены параметры

Л I кристаллического поля для Nd в ШРеэ(ВОз)4, позволяющие воспроизвести наблюдаемую на эксперименте анизотропию кривых намагничивания в плоскости ас. В деталях проанализировано поведение магнитных моментов железной и РЗ подсистем в поле, приложенном вдоль кристаллографических направлений а и Ъ в базисной плоскости. Показано, что для ВЦ а в одном из доменов происходит спин-флоп переход в железной подсистеме, в двух других доменах происходит поворот магнитных моментов железа к тому же флоп состоянию. Для В || b один из доменов уже находится во флоп состоянии, в двух других доменах магнитные моменты поворачиваются, в критическом поле перестают быть стабильными, и система скачком переходит во флоп фазу. Описаны нелинейные низкотемпературные кривые намагничивания в базисной плоскости и их эволюция с ростом температуры, а также аномалии типа Шоттки на кривых Ja(r) и Хъ^?), обусловленные перераспределением населенностей уровней основного дублета иона Nd3+, расщепленного f-d взаимодействием, при изменении температуры. В упорядоченной области jb > ja, что обусловлено разными сценариями намагничивания соединения вдоль двух этих направлений. Констатирован больший, чем с Tb и Dy, вклад эффектов ближнего порядка, связанных с цепочечной структурой железной подсистемы RFe3(B03)4, который виден на кривых намагничивания и восприимчивости при приближении к температуре Нееля. Он проявляется в худшей применимости приближения молекулярного поля вблизи TN и коррелирует с существенно меньшей анизотропией более слабого в магнитном отношении иона Nd , чем ионы Tb и Dy .

3. Сконструирован магнитоупругий гамильтониан для РЗ подсистемы в тригональном кристалле в мультипольном приближении. Показана недостаточность квадрупольного приближения. Получены общие выражения для магнитострикции, магнитоупругого вклада в тепловое расширение и упругие константы f-d соединения тригональной симметрии. Рассчитаны температурные и полевые (для разных направлений поля) зависимости мультипольных моментов и деформационных восприимчивостей РЗ ферроборатов КРе3(В0з)4 с R = Nd, Tb, Dy. Вычислены величины скачков мультипольных моментов ионов Tb и Dy при спин-флоп переходе в поле вдоль тригональной оси и сделан вывод о возможности существенного скачка магнитострикции при этом фазовом переходе с сопутствующим изменением обменного параметра в железной подсистеме, причем эффект в тербиевом соединении должен быть большим, чем в диспрозиевом. Объяснены скачки продольной магнитострикции в поле вдоль оси а и последующее изменение знака магнитострикции в ШРез(В0з)4 через соответствующее поведение актуальных мультипольных моментов иона л I

Nd . Предсказаны аномалии для теплового расширения и упругих констант в ТЬРе3(В0з)4 и DyFe3(B03)4, сделан сравнительный анализ этих аномалий в аспекте разных структур нижних частей основных мультиплетов РЗ ионов и обсуждена возможность их экспериментального наблюдения.

4. Количественная интерпретация имеющихся экспериментальных данных для магнитных характеристик RFe3(B03)4 позволила определить актуальные параметры соединений с R = Nd, Tb, Dy, которые приведены в таблице 2.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Волков, Денис Витальевич, 2007 год

1. Звездин, А.К. О магнитоэлектрических эффектах в ферроборате гадолиния GdFe3(BC>3)4 / А.К. Звездин, С.С. Кротов, A.M. Кадомцева, Г.П. Воробьев, Ю.Ф. Попов, А.П. Пятаков, Л.Н. Безматерных, Е.А. Попова // Письма в ЖЭТФ. - 2005. - Т. 81. - С. 335-340.

2. Magnetoelectric Interaction Phenomena in Crystals / Eds. A.J. Freeman, H. Schmid. London: Gordon and Breach, 1975. - 228 p.

3. Смоленский, Г.А. Сегнетомагнетики / Г.А. Смоленский, И. Е. Чупис // УФН. 1982.- Т. 132. - С. 415^48.

4. Briss, R.R. Symmetry and Magnetism / R.R. Briss. Amsterdam.: North-Holland, 1966.-252 p.

5. Schmid, H. Magnetoelectric Effects in Insulating Magnetic Materials, Introduction to complex mediums for optics and electromagnetics / H. Schmid. Eds. W.S. Weiglhofer, A. Lakhtakia. Bellingham, WA, USA: SPIE Press, 2003. -P. 167-195.

6. Fiebig, M. Interaction of Frustrated Magnetic Sublattices in ЕгМпОз / M. Fiebig, C. Degenhardt, R. V. Pisarev // Phys. Rev. Lett. 2002. - V. 88. - P. 027203-027207.

7. Kimura, T. Magnetic control of ferroelectric polarization / T. Kimura, T. Goto, H. Shintani, K. Ishizaka, T. Arima, Y. Tokura // Nature. 2003. - V. 426. -P. 55-58.

8. Lottermoser, Т. Magnetic phase control by an electric field /Т. Lottermoser, T. Lonkai, U. Amann, D. Hohlwein, J. Ihringer, M. Fiebig// Nature. -2004.-V. 430.-P. 541 -544.

9. G. Srinivasan, Magnetoelectric effects in bilayers and multilayers of magnetostrictive and piezoelectric perovskite oxides / G. Srinivasan, E.T. Rasmussen, B.J. Levin, R. Hayes // Phys. Rev. B. 2002. - V. 65. - P. 134402 -134409.

10. Nan, C.-W. A three-phase magnetoelectric composite of piezoelectric ceramics, rare-earth iron alloys, and polymer / C.-W. Nan, L. Liu, N. Cai, J. Zhai, Y. Ye, Y.H. Lin, L.J. Dong, C.X. Xiong // Appl. Phys. Lett. 2002. - V. 81. - P. 3831-3833.

11. Campa, J. A. Crystal Structure, Magnetic Order, and Vibrational Behavior in Iron Rare-Earth Borates / J.A. Campa, C. Cascales, E. Gutierres-Puebla, M.A. Monge, I. Rasines, C. Ruiz-Valero // Chem. Mater. 1997. - V. 9. - P. 237-240.

12. Калашникова, A.M. Линейная и нелинейная оптическая спектроскопия\ гадолиниевого ферробората GdFe3(B03)4 / A.M. Калашникова, В.В. Павлов, Р.В. Писарев, Л.Н. Безматерных, М. Бауер, Т. Расинг // Письма в ЖЭТФ. 2004. - Т. 80. - С. 339-343.

13. Hinatsu, Y. Magnetic and calorimetric studies on rare-earth iron borates LnFe3(B03)4 (Ln =Y, La-Nd, Sm-Ho) / Y. Hinatsu, Y. Doi, K. Ito, M. Wakeshima, A. Alemi // J. Solid State Chem. 2003. -V. 172. - P. 438-445.

14. Balaev, A.D. Magnetic properties of trigonal GdFe3(B03)4 / A.D. Balaev, L.N. Bezmaternykh, I.A. Gudim, V.L. Temerov, S.G. Ovchinnikov, S.A. Kharlamova // JMMM. 2003. - V. 258-259. - P. 532-534.

15. Васильев, А.Н. Редкоземельные ферробораты ЛРе3(В0з)4 / А.Н. Васильев, Е.А. Попова // ФНТ. 2006. - Т. 32. - №8/9. - С. 968-984.

16. Keszler, D. A. Borates for optical frequency conversion / D.A. Keszler // Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 1996 .- V. 1. - P. 204-211.

17. Dollase, W.A. Crystal structure refinement of huntite, CaMg3(C03)4, with X-ray powder data / W.A. Dollase, RJ. Reeder // American Mineralogist. 1986. -V. 71.-P. 163-166.

18. Joubert, J.-C. Synthesis and crystallographic data of some rare earth-iron borates / J.-C. Joubert, W.B. White, R. Roy // J. Appl. Cryst. 1968. - V. 1- P. 318-319.

19. Takahashi, T. Preparation and some properties of rare earth iron borates, RFe3(B03)4 / T. Takahashi, O. Yamada, K. Ametani // Materials Research Bulletin.- 1975.-V. 10.-P. 153-156.

20. Белоконева, E.JI. Кристаллическая структура (Nd, Bi)Fe3(B03)4 / E.JI. Белоконева, Л.И. Альшинская, M.A. Симонов, Н.И. Леонюк, Т.И. Тимченко, Н.В. Белов // Журнал структурной химии. 1979. - Т. 20. - С. 542-544.

21. Leonyuk, N.I. Growth and characterization of RM3(B03)4 crystals/ N.I. Leonyuk, L.I. Leonyuk, // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 1995. -V. 31. - P. 179-278.

22. Leonyuk, N.I. Recent developments in the growth of RM3(B03)4 crystals for science and modern applications / N.I. Leonyuk // Progress in Crystal Growth and Characterization ofMaterials. 1995. -V. 31. -P. 279-312.

23. Ruiz-Valero, I. Rasines //Journal of Alloys and Compounds. 1997. - V. 250. - P. 394-397.

24. Панкрац, А.И. Антиферромагнитный резонанс и фазовые диаграммы гадолиниевого ферробората GdFe3(B03)4 / А.И. Панкрац, Г.А. Петраковский, Л.Н. Безматерных, О.А. Баюков // ЖЭТФ. 2004. - Т. 126. - С. 887- 898.

25. Kharlamova, S.A. Spin reorentation effects in GdFe3(BC>3)4 induced by apllied field and temperature / S.A. Kharlamova, S.G. Ovchinnikov, A.D. Balaev, M.F. Thomas, L.S. Lyubutin, A.G. Gavriliuk // ЖЭТФ. 2005. - T. 128. - C. 1252-1259.

26. Заблуда, B.H. Оптические свойства и электронная структура редкоземельных ферроборатов / В.Н. Заблуда, С.Г. Овчинников, A.M. Поцелуйко, С.А. Харламова // ФТТ. 2005. - Т. 47. - С. 474-479.

27. Троян, И.А. Транспортные и оптические свойства бората железа РеВОз при высоких давлениях/ И.А. Троян, М.И. Еремец, А.Г. Гаврилюк, И.С. Любутин, В.А. Саркисян//Письма в ЖЭТФ. 2003. - Т. 78. - С. 16-20.

28. Саркисян, В.А. Магнитный коллапс и изменение электронной структуры в антиферромагнетике FeBOj при воздействии высокого давления / В.А. Саркисян, И.А. Троян, И.С. Любутин, А. Г. Гаврилюк, А. Ф. Кашуба//Письма в ЖЭТФ. 2002. -Т. 76. - С. 788-793.

29. Gavriliuk, A.G. Optical transitions in GdFe3(B03)4 and FeB03 under high pressures / A.G. Gavriliuk, S.A. Kharlamova, I.S. Lyubutin, S.G. Ovchinnikov,

30. A.M. Potseluyko, I.A. Trojan, V.N. Zabluda // J. Phys.: Condens. Matter. 2005. -V. 17.-P. 7599-7604.

31. Zvezdin, А.К. Magnetoelectric interaction and magnetic field control of electric polarization in multiferroics / A.K. Zvezdin, A.M. Kadomtseva, S.S. Krotov, A.P. Pyatakov, Yu.F. Popov, G.P. Vorob'ev // JMMM. 2006. - V. 300. -P. 224-228.

32. Кадомцева, A.M. Исследование магнитоэлектрических взаимодействий в редкоземельных ферроборатах / A.M. Кадомцева, А.К. Звездин, А.П. Пятаков, А.В. Кувардин, Г.П. Воробьев, Ю.Ф. Попов, Л.Н. Безматерных //ЖЭТФ.-2007.-Т. 132.-С. 134- 137.

33. Yen, F. Magnetic field effect and dielectric anomalies at the spin reorientation phase transition of GdFe3(B03)4 / F. Yen, B. Lorenz, Y. Y. Sun, C. W. Chu, L. N. Bezmaternykh, A. N. Vasiliev// Phys. Rev. B. 2006. - V. 73. - P. 054435-054441.

34. Chukalina, E.P. Magnetic ordering of ШРе3(ВОз)4 studied by infrared absorption spectroscopy / E.P. Chukalina, D.Yu. Kuritsin, M.N. Popova, L.N. Bezmaternykh, S.A. Kharlamova, V.L. Temerov // Phys. Lett. A. 2003. - V. 322. -P. 239-243.

35. Попова, E.A. Магнитные и тепловые свойства кристалла ШРез(В0з)4 / Е.А. Попова, Н. Тристан, X. Хесс, Р. Клингелер, Б. Бюхнер, Л.Н. Безматерных, В.Л. Темеров, А.Н. Васильев // ЖЭТФ. 2007. - Т. 132. - С. 121-124.

36. Чукалина, Е.П. Спектроскопические исследование магнитных фазовых переходов в NdxGdi.xFe3(B03)4 / Е.П. Чукалина, J1.H. Безматерных // ФТТ. 2005. - Т. 47. - С. 1470-1473.

37. Popova, M.N. Different types of magnetic ordering in RFe3(B03)4, R=Gd, Tb, Er, and Y, as studied by the method of Er3+ spectroscopic probe / M.N. Popova, E.P. Chikalina, T.N. Stanislavchuk, L.N. Bezmaternykh // JMMM. -2006. V. 300. - P. e440-e443.

38. Stanislavchuk, T.N. Investigation of the iron borates DyFe3(B03)4 and HoFe3(B03)4 by the method of Er3+ spectroscopic probe / T.N. Stanislavchuk, E.P. Chukalina, M.N. Popova, L.N. Bezmaternykh, I.A. Gudim // Phys.Lett. A. 2007. -V.368.-P. 408-411.

39. Fausti, D. Raman scattering from phonons and magnons in RFe3(B03)4 / D. Fausti, A. Nugroho, P.H.M. van Loosdrecht, S.A. Klimin, M.N. Popova, L.N. Bezmaternykh // Phys. Rev. B. 2006. - V. 74. - P. 024403-024415.1 I Л I

40. Попова, Е.А. Магнитные свойства ШРе3(ВОз)4 /Е.А. Попова, Н. Тристан и Л.Н. Безматерных // Труды 34го совещания по физике низких температур НТ-34. Ростов-на-Дону, 26-30 сентября 2006 г. Ростов-на-Дону : Изд-во РГПУ, 2006. - Т. 1. - С. 32-33.

41. Tristan, N. Thermodynamic properties of ШРе3(ВОз)4 / N. Tristan, R. Klingeler, C. Hess, B. Biichner, E. Popova, I.A. Gudim, L.N. Bezmaternykh //JMMM. -2007. V. 316. - P. e621-e623.

42. Vasiliev, A.N. Heat capacity of rare-earth ferroborates RFe3(B03)4 / A.N. Vasiliev, E.A. Popova, I.A. Gudim, L.N. Bezmaternykh, Z. Hiroi // JMMM. -2006. V. 300. - P. e382-e384.

43. Vasiliev, A.N. Specific heat of YFe3(B03)4, Yo.sGdo.sFe^BCbV and GdFe3(B03)4/ A.N. Vasiliev, E.A. Popova, L.N. Bezmaternykh, V.L. Temerov, Z. Hiroi //ЖЭТФ. 2006 . - T. 102.- P. 262-265.

44. Jaque, D. Self-frequency-sum mixing in Nd doped nonlinear crystals for laser generation in the three fundamental colours: The NYAB case/ D. Jaque // J. Alloys Compd. 2001. - V. 323-324. - P. 204-209.

45. Huang, M. A CW blue laser emission by self-sum-frequency-mixing in Nd3+:GdAl3(B03)4 crystal / M. Huang, Y. Chen, X. Chen, Y. Huang, Z. Luo // Opt. Commun. -2002. V. 208. - P. 163-166.

46. Dominiak-Dzik, G. Dysprosium-doped YA13(B03)4 (YAB) crystals: an investigation of radiative and non-radiative processes/ G. Dominiak-Dzik, P. Solarz, W. Ryba-Romanowski, E. Beregi and L. Kovacs // J. Alloys Compd.2003.-V. 359.-P. 51-58.

47. Martinez Vazquez, R. Optical properties of Dy3+ doped yttrium-aluminium borate /R. Martinez Vazquez, R. Osellame, M. Marangoni, R. Ramponi, E. Dieguez, M. Ferrari, M. Mattarelli // J. Phys.: Condens. Matter.2004.-V. 16. No 3. - P. 465-471.

48. Neogy, D. Studies of the magnetic behaviour of ErAl3(B03)4 and the effects of the crystal field/ D. Neogy, K.N. Chattopadhyay, P.K. Chakrabarti, H. Sen, B.M. Wanklyn // J. Phys. Chem. Solids. 1998. - V. 59 P. 783-787.

49. Neogy, D. Magnetic behavior of Ho3+ in НоА13(В03)4/ D. Neogy, K.N. Chattopadhyay, P.K. Chakrabarti, H. Sen, B.M. Wanklyn // JMMM. 1996. - V. 154.-P. 127-132.

50. Малаховский, A.B. Магнитный круговой дихроизм и оптическое поглощение в ТтА13(В03)4/ А.В. Малаховский, А.Э. Соколов, A.JI. Сухачев, B.JI. Темеров, Н.А. Столбовая, И.С. Эдельман // ФТТ. 2007. - Т. 49. -Вып.1.-С. 32-36.

51. Экспериментальные данные предоставлены научным руководителем А.Н. Васильевым.

52. Wybourne, B.G. Spectroscopic Properties of Rare-Earths / B.G. Wybourne // J. Wiley&Sons, USA N.Y.: Interscience, 1965. - 236 p.

53. M.H. Попова, E. Antic-Fidancev, частное сообщение.

54. Звездин, А.К. Редкоземельные ионы в магнитоупорядоченных кристаллах / А.К. Звездин, В.М. Матвеев, А.А. Мухин, А.И. Попов. М.: Наука, 1985.-296 с.

55. Смарт, Д. Эффективное поле в теории магнетизма / Д. Смарт. М.: Мир, 1968.-271 с.79. de Lacheisserie, Е. Les coefficients de magnetostriction / E. de Lacheisserie // Ann. Phys. 1970. - V. 5 - P. 267 -280.

56. Вустер, У. Применение тензоров и теории групп для описания физических свойств кристаллов / У. Вустер. М.: Мир, 1977. - 383 с.

57. Альтшулер, С.А. Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточных групп / С.А. Альтшулер, Б.М. Козырев. М.: Наука, 1972.-672 с.

58. Абрагам, А. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов/ А. Абрагам, Б. Блини. М.: Мир, 1973. - 349 с.

59. Aminov, L.K. Magnetic properties of nonmetallic lanthanide compounds/ L.K. Aminov, B.Z. Malkin, M.A. Teplov. Ed. K.A. Gschneidner, Jr., L. Eyring Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Chapter 150 : Elsevier, 1996. V. 22.-P. 295-506.

60. Леманов, B.B. Магнитоупругие взаимодействия. // Физика магнитных диэлектриков / B.B. Леманов. Под ред. Г.А. Смоленского. Л.: 1974. - С. 284-355.

61. Най, Дж. Физические свойства кристаллов/ Дж. Най. -М.: Иност. Лит-ра, 1960.-385 с.

62. Ландау, Л.Д. Электродинамика сплошных сред / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. М.: Наука, 1982. - 620 с.

63. Ландау, Л.Д. Теория упругости / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. М.: Наука, 1965.-204 с.

64. Morin, P. Susceptibility formalism for magnetic and quadrupolar interactions in hexagonal and tetragonal rare-earth compounds / P. Morin, J. Rouchy, D. Schmitt // Phys. Rev. B. 1988. -V. 37. - P. 5401-5413.

65. Volkov, D.V. Magnetic properties of TbFe3(B03)4 / D.V. Volkov, E.A. Popova, N.P. Kolmakova, A.A. Demidov, N. Tristan, Yu. Skourski, B. Buechner, I.A. Gudim, L.N. Bezmaternykh //JMMM. 2007. - V. 316. - P. e717-e720.

66. Станиславчук, Т.Н. Спектроскопия ферробората тербия / Т.Н. Станиславчук, Е.П. Чукалина // Труды XLVIII конференции МФТИ. 2005. -Москва : МФТИ, 2005. С. 25-27.

67. Kazei, Z.A. Energy level crossing and magnetocaloric effect in YbP04 in ultrahigh pulsed fields / Z.A. Kazei, N.P. Kolmakova, R.Z. Levitin, V.V. Platonov, A.A. Sidorenko, O.M. Tatsenko // Physica B: Condensed Matter 1998. - V. 246-247.-P. 483-486.

68. Kazei, Z.A. Peculiarities of energy level crossing effects in a singlet paramagnet PrV04 / Z.A. Kazei, A. Kirste, N.P. Kolmakova, M. von Ortenberg, V.V. Platonov, N. Puhlmann, A.A. Sidorenko, I. Stolpe, O.M. Tatsenko // JMMM. -2001.-V. 224.-P. 76-84.

69. Kirste, A. Crossover in the Van Vleck paramagnet TmP04 /А. Kirste, M. von Ortenberg, A.A. Demidov, Z.A. Kazei, N.P. Kolmakova, V.V. Platonov, A.A. Sidorenko, O.M. Tatsenko //Physica B. 2003. - V. 336. - P. 335-343.

70. Demidov, A.A. Phase transitions and crossover at high magnetic fields in the Jahn-Teller compound DyV04 / A.A. Demidov, Z.A. Kazei, N.P. Kolmakova, J.-M. Broto, H. Racoto //Phys. Rev. B. 2004. - V. 70. - P. 134432-134439.

71. Demidov, A.A. Quadrupole ordering destruction and crossover in the Jahn-Teller compound TbV04/ A.A. Demidov, N.P. Kolmakova // Physica B: Condensed Matter. 2005. - V. 363. - P. 245-251.

72. M.H. Попова, Е.П. Чукалина, частное сообщение.

73. Волков, Д.В. Магнитные свойства легкоплоскостного тригонального антиферромагнетика NdFe3(B03)4 / Д.В. Волков, А.А. Демидов, Н.П. Колмакова //ЖЭТФ. -2007. -Т. 131.-№6.-С. 1030-1040.

74. Е.А. Попова, частное сообщение.

75. Demidov, A.A. Magnetoelastic effects in the trigonal 4f-3d crystals: RFe3(B03)4 / A.A. Demidov, N.P. Kolmakova, L.V. Takunov, D.V. Volkov //Physica B. 2007. - V. 398. - P. 78-84.

76. Волков, Д.В. Эффекты кристаллического поля в редкоземельных ферроборатах RFe3(B03)4, R = Nd, Tb, Dy, Er /Д.В. Волков, А.А. Демидов, Н.П. Колмакова, JI.B. Такунов// ФТТ. 2007 (в печати).

77. Sokolov, V.I. Effects of quadrupole interactions in rare-earth phosphates RP04 (R = Y, Tb-Yb) / V.I. Sokolov, Z.A. Kazei, N.P. Kolmakova // Physica B: Condensed Matter. 1992. - V. 176. - P. 101-112.

78. Казей, З.А. Эффекты кристаллического поля и квадрупольных взаимодействий в цирконах YbX04 (X = V, Р). / З.А. Казей, Н.П. Колмакова, О.А. Шишкина // ЖЭТФ. -2001. Т. 120. - С. 1445-56.

79. Казей, З.А. Особенности электрон-фононного взаимодействия в DyBa2Cu307.5 / З.А. Казей, Н.П. Колмакова, О.М. Иваненко, К.В. Мицен // Сверхпроводимость: физика, химия, техника. 1991. - Т. 4. - С. 2159-2164.

80. Kolmakova, N.P. Magnetoelastic properties of rare-earth paramagnetic garnets: Magnetostriction and thermal expansion / N.P. Kolmakova, R.Z. Levitin, V.N. Orlov, N.F. Vedernikov // JMMM. 1990. - V. 87. - P. 218-228.

81. Kolmakova, N.P. On the origin of rare earth magnetostriction in compounds of perovskite-type structure / N.P. Kolmakova, I.B. Krynetskii // JMMM.- 1994.-V. 130.-P. 313-316.

82. Публикации по теме диссертации

83. Volkov D.V., Popova Е.А., Kolmakova N.P., Demidov A.A., Tristan N., Skourski Yu., Buechner В., Gudim I.A., Bezmaternykh L.N. Magnetic properties of TbFe3(B03)4//JMMM. 2007. -V. 316. - P. e717-e720.

84. Волков Д.В., Демидов А.А., Колмакова Н.П. Магнитные свойства легкоплоскостного тригонального антиферромагнетика NdFe3(B03)4 //ЖЭТФ. -2007.-Т. 131. -№ 6. -С. 1030-1040.

85. Demidov А.А., Kolmakova N.P., Takunov L.V., Volkov D.V. Magnetoelastic effects in the trigonal 4f-3d crystals: RFe3(B03)4//Physica B. -2007.-V. 398.-P. 78-84.

86. Волков Д.В., Демидов A.A., Колмакова Н.П., Такунов Л.В. Эффекты кристаллического поля в редкоземельных ферроборатах RFe3(B03)4, R = Nd, Tb, Dy, Er// ФТТ. (в печати).

87. Volkov D.V., Popova Е.А., Kolmakova N.P., Demidov A.A., Tristan N., Skourski Yu., Buechner В., Gudim I.A., Bezmaternykh L.N. Magnetic propertiesof TbFe3(B03)4//Abstracts of III Joint European Magnetic Symposia. Spain, San Sebastian, 2006.-P. 68.

88. Волков Д.В., Демидов А.А., Колмакова Н.П. Магнитоупругие эффекты в редкоземельных ферроборатах КРе3(В03)4//Труды 34го совещания по физике низких температур НТ-34. Ростов-на-Дону, 2006. Т. 1. - С. 183.

89. Волков Д.В., Демидов А. А., Колмакова Н.П. Эффект взаимодействия энергетических уровней редкоземельного иона в ТЬРе3(В03)4/УТруды 34го совещания по физике низких температур НТ-34. Ростов-на-Дону, 2006. Т. 1. - С. 115-116.

90. Волков Д.В., Демидов А.А., Колмакова Н.П., Такунов JI.B. Магнитострикция и аномалии теплового расширения и упругих констант в редкоземельных ферроборатах RFe3(B03)4, R=Nd, ТЬ, Оу//Труды I

91. Международного междисциплинарного симпозиума "Среды со структурным и магнитным упорядочением" (Multiferroics-2007). Ростов-на-Дону, 2007. С. 63-66.