Ferromagnetism and strong magnetic anisotropy of the PbMnBO4 orthoborate single crystals

Pankrats, A. I.; Sablina, K. A.; Erëmin, M. V.; Balaev, A. D.; Kolkov, M.I.; Tugarinov, V. I.; Bovina, A. F.

doi:10.1016/j.jmmm.2016.04.042

Cited by 27 publications

(36 citation statements)

References 14 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Труднее всего определить последние два значения. Учитывая возрастающую крутизну кривой при приближении поля к h s f , необходимость точной ориентации кристалла относительно внешнего поля и сильную зависимость кривой намагничивания от температуры [19], точно определить величину скачка намагниченности сложно. Ширина гистерезиса может существенно зависеть от скорости прохождения точки перехода.…”

Section: Discussionunclassified

“…Ширина гистерезиса может существенно зависеть от скорости прохождения точки перехода. Наиболее простым представляется определение параметров ОА из первых двух экспериментальных значений -начальной восприимчивости и поля перехода, Магнитная анизотропия PbMnBO 4 определяется сильным ян-теллеровским искажением кислородных октаэдров, окружающих ионы меди Mn 3+ [19]. При этом длинная ось рассматривается как локальная легкая ось одноионной анизотропии.…”

Section: Discussionunclassified

“…Эффективная константа не выражается через локальные простым суммированием последних, умноженных на функции углов θ Ki -эффективная ОА не является простой суммой каких-либо локальных проекций. Сравнение рассчитанных кривых намагничивания с экспериментально наблюдаемой зависимостью для PbMnBO 4 [19] в поле, приложенном вдоль орторомбической оси b, дает параметры анизотропии a ≈ −0.1, θ K ≈ 0.9. Значение полученного угла ориентации локальной легкой оси близко к углу ориентации длинной диагонали искаженного кислородного октаэдра, окружающего ионы Mn 3+ , относительно оси b θ = 0.84.…”

Section: Discussionunclassified

“…Рассмотрим основное состояние однопозиционного магнетика с плоскостью симметрии кристалла m (или поворотной осью второго порядка C 2 ) между трансляционно неэквивалентными позициями магнитных ионов. Эти условия типичны для магнитных кристаллов ряда групп наиболее многочисленного класса ромбических кристаллов, в частности, PbMnBO 4 [19][20][21]. Гамильтониан системы спинов с локальными осями двухосной ОА z 1, x1 и z 2, x2 двух магнитных подрешеток может быть записан в виде константы локальной анизотропии K 2 (оси x 1 и x 2 ) может быть любой.…”

Section: модель и решенияunclassified

“…При этом продольная намагниченность меняется скачком. Сильно анизотропный характер кривых намагниченности ферромагнитного кристалла PbMnBO 4 [19] со скачком магнитного момента в поле, приложенном вдоль орторомбической оси b, дает основание сделать предположение о доминирующей роли одноионного механизма неколлинеарности в этом магнетике.…”

Section: Introductionunclassified

See 4 more Smart Citations

Одноионный Механизм Слабого Антиферромагнетизма И Спин-Флоп-Переход В Двухподрешеточном Ферромагнетике

Мартынов¹

2020

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

The ground state of a Heisenberg ferromagnet with noncollinear single-ion anisotropy axes of two sublattices is investigated in the external magnetic field applied in the anisotropy axes plane. The noncollinearity of local anisotropy axes leads to new effect - the first order spin reorientation phase transition of the spin-flop type. The transition field depends on the value of anisotropy and orientation of the sublattice axes. Stability analysis of magnetic states shown that the field induced transition is accompanied by the magnetization hysteresis. The dependencies of the spin-flop transition field, the magnetization jump value and the susceptibility on the anisotropy parameters are determined. The obtained results are used for explanation of the magnetization field dependence in the ferromagnetic crystal PbMnBO_4.

show abstract

Section: Discussionunclassified

Section: модель и решенияunclassified

Section: Introductionunclassified

See 3 more Smart Citations

Одноионный Механизм Слабого Антиферромагнетизма И Спин-Флоп-Переход В Двухподрешеточном Ферромагнетике

Мартынов¹

2020

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Peculiarities of a magnetic transition in a quasi-one-dimensional ferromagnet PbMnBO4

Pankrats

Kolkov

Martynov

et al. 2019

Journal of Magnetism and Magnetic Materials

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Near the Curie temperature T C = 30.3 К, the temperature dependences of the magnetization and heat capacity of a single-crystal ferromagnet PbMnBO 4 in the magnetic fields of 1, 3, 10 and 30 kOe are studied. In the strong magnetic fields, both the magnetic contribution to the specific heat and the nonlinearity of the field dependences of the magnetization are maintained up to the temperatures exceeding T C more than twice. It is assumed that in PbMnBO 4 the difference between T C , the paramagnetic Curie temperature  = 49 K and the broad temperature region above T C where the magnetic contribution to the specific heat is significant is due to the quasi-one-dimensional character of the magnetic structure of this ferromagnet. Using both the estimation of T C from the Ginzburg-Landau field theory and the  value, the total exchange interaction parameters 2J  40.4 K (intrachain) and z'J'  8.8 K (interchain) are determined, with z' = 4 being the number of neighboring chains. The estimation shows that the Ginzburg-Landau field theory describing the quasi-one-dimensional behavior of PbMnBO 4 is well applicable in the temperature range from to T = S 2 J  80 K. Above this temperature, the mean field approximation with the exchange parameter  θ based on the paramagnetic Curie temperature  describes well the experimental temperature dependences of the magnetization in the strong magnetic field and the specific heat is determined by the lattice contribution. 1. Introduction. The search for and synthesis of new magnetic materials, as well as the investigation of their physical properties, are the priority tasks in solid-state physics. Such studies allow one to find promising materials for technical applications, and also provide experimental data for studying new physical effects arising at the intersection of magnetic, electrical, elastic, and other properties of solid state physics. The crystal classes which admit the existence of a family of isomorphous magnets with different magnetic ions in one of the crystallographic positions attract particular interest. This property can lead to a variety of physical properties, in particular, to different magnetic structures in the family of isomorphous crystals. Orthoborate crystals with the general formula PbABO 4 are representatives of such an interesting family. Their structure for A = Ga, Al was first studied by H. Park et al. [1] where the orthorhombic structure with the space group Pnma was established. Later the same group of authors investigated the magnetic properties of polycrystalline compounds with A = Fe, Cr, and Mn [2] and found that the type of magnetic order depends on the paramagnetic ion A. The antiferromagnetic order was established for Fe and Cr with the Néel temperatures of 125 K and 8.3 K, respectively. The compound with A = Mn showed the ferromagnetic order with the Curie temperature T C = 31 K.

show abstract

Magnetic and thermodynamic properties and spin-flop-driven magnetodielectric response of the antiferromagnetic Pb2Fe2Ge2O9 single crystals

Pankrats

Balaev

Nikitin

et al. 2019

Journal of Magnetism and Magnetic Materials

View full text Add to dashboard Cite

Orthorhombic Pb2Fe2Ge2O9 antiferromagnetic single crystals have been synthesized by a modified pseudo-flux technique and their magnetic, thermodynamic, and magnetodielectric properties have been investigated. It has been found that, below the Neel temperature (45.2 K), iron moments are arranged in a canted antiferromagnetic structure with a weak ferromagnetic moment parallel to the a axis. According to the specific heat measurement data, the TN value remains invariable in applied magnetic fields of up to 5 T within the experimental accuracy. The magnetic entropy in the investigated crystals attains 2Rln(2S+1) right above TN, which is indicative of a purely magnetic nature of the transition. It has been shown that the weak ferromagnetic moment is induced by the interplay between the single-ion anisotropy and antisymmetric Dzyaloshinskii-Moriya exchange interaction, with the latter contribution being dominant. It has been established from the angular dependences of the magnetization in three orthorhombic planes that the symmetries of the magnetic and crystal structure are identical. The magnetodielectric properties of the Pb2Fe2Ge2O9 single crystals have been studied at different mutual orientations of the electric and magnetic fields. The most prominent anomalies have been observed in the vicinity of the spin-flop transition in a magnetic field applied along the c axis.

show abstract

Ferromagnetism and strong magnetic anisotropy of the PbMnBO4 orthoborate single crystals

Cited by 27 publications

References 14 publications

Одноионный Механизм Слабого Антиферромагнетизма И Спин-Флоп-Переход В Двухподрешеточном Ферромагнетике

Одноионный Механизм Слабого Антиферромагнетизма И Спин-Флоп-Переход В Двухподрешеточном Ферромагнетике

Peculiarities of a magnetic transition in a quasi-one-dimensional ferromagnet PbMnBO4

Magnetic and thermodynamic properties and spin-flop-driven magnetodielectric response of the antiferromagnetic Pb2Fe2Ge2O9 single crystals

Contact Info

Product

Resources

About