Biased dielectric response in LuFe2O4

Negative dynamic dielectric permittivity of a ceramic multiferroic LuFe-=SUB=-2-=/SUB=-O-=SUB=-4-=/SUB=- with oxygen nonstoichiometry under the combined influence of temperature and electric field

“…There is no complete agreement in the literature regarding the multiferroic properties of LuFe 2 O 4 [7][8][9][10] despite the large amount of experimental facts indicating the relationship between charge and magnetic ordering in this connection [3,11,12]. In the introductory part of the work [13], a review of recent studies is presented, which reveals topical problems in the physics of multiferroism in LuFe 2 O 4 compounds.…”

Отрицательная динамическая диэлектрическая проницаемость керамического мультиферроика LuFe-=SUB=-2-=/SUB=-O-=SUB=-4-=/SUB=- с кислородной нестехиометрией при совместном воздействии температуры и электрического поля

“…В литературе нет полного согласия относительно мультиферроидных свойств LuFe 2 O 4 [7][8][9][10] несмотря на большой объем экспериментальных фактов, указывающих на взаимосвязь зарядового и магнитного упорядочений в этом соединении [3,11,12]. В вводной части работы [13] проведен обзор последних исследований, где раскрываются актуальные проблемы физики муль-тиферроизма в соединениях LuFe 2 O 4 .…”

“…На данный момент в работах, посвященных исследованию зависимости ε (T, E = const, ω = const) составов LuFe 2 O 4 как поликристаллического, так и монокристаллического вида, ничего не сообщалось об отрицательной диэлектрической постоянной в определенных областях параметров. Возможно, авторы [8], исследовавшие образцы, подготовленные с применением технологии, аналогичной нашей, не обнаружили инверсии знака на температурно-частотной зависимости ε из-за меньших значений измерительного переменного и постоянного электрического полей. Важно отметить, что они не рассматривают температурную область выше комнатной.…”

“…На эту мысль наводят совпадение температуры данного максимума T = 243 K с температурой магнитного упорядочения и пропорциональность (−C) ∝ L ∝ B. Тогда уместно предположить, что всплески ε(T ) (для ω = 1 и 10 kHz, U = 8 V), наблюдаемые при T ≈ 240 K (рис. 2), обусловлены движением границ доменов электрической поляризации с характерным временем релаксации, соизмеримым с полупериодом тестового сигнала [8]. Ясно, что когда четверть периода измерительного напряжения на частоте 100 kHz много меньше времени релаксации данного механизма проводимости, то она (проводимость) будет вносить вклад в поляризацию, как это и видно на рис.…”

Влияние частоты переменного электрического поля на температурные спектры импеданса керамического мультиферроика LuFe-=SUB=-2-=/SUB=-O-=SUB=-4-=/SUB=-

“…Близость температуры зарядового и магнитного упорядочения к комнатной делает мультиферроик LuFe 2 O 4 привлекательным материалом для практического применения в качестве элементов энергонезависимой памяти, считывающих магнитных головок, элементов сенсорики [6][7][8] Как известно [14], положительное значение угла сдвига фазы θ между током и напряжением в цепи переменного тока обусловлено наличием элемента (L) индуктивности (θ ∼ arctg(L)) и соответственно отрицательное значение угла указывает на (C) емкостный характер импеданса (−θ ∼ arctg(C)) в зависимости от вида соединения реактивных элементов в цепи). За появление импеданса индуктивного типа могут быть ответственны несколько независимых механизмов: инерционно-релаксационный характер движения доменных (электрическая поляризация) стенок [12]; релаксационный механизм формирования обедненного слоя (барьера Шоттки) на границе зерен или на контакте электрод-образец. Согласно представлениям обобщенной барьерной модели в поликристаллических окисных полупроводниках типа ферритов локальные барьеры могут быть на границах зерен (в виде высокоомных прослоек и запирающих слоев), на неоднородностях типа дислокаций, магнитных (и электрических) доменов и т. д.…”