Спектроскопия редкоземельных ферроборатов RFe3 (BO3) 4
Диссертация
На рис. 4.23 представлен спектр пропускания ЕгРе3(В03)4 во всем исследуемом спектральном диапазоне при Т=50 К (в парамагнитном состоянии). На рис. 4.24 и 4.25 более подробно приведены спектры в области переходов с основного состояния 4115/2 на первые четыре возбужденных мультиплета: 41]з/г, 41ц/2> %/2 и 4F9/2 иона Ег3т при различных температурах. Из анализа положений и интенсивностей… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор литературы
- 1. 1. Редкоземельные бораты КМз (ВОз)
- 1. 2. Редкоземельные ионы в кристаллах
- 1. 3. Принципы фурье-спектроскопии [47]
- Глава 2. Эксперимент
- 2. 1. Фурье-спектрометр BOMEMDA
- 2. 2. Фурье-спёктрометр Bruker 125HR
- 2. 3. Криогенное оборудование
- 2. 4. Поляризационные измерения
- 2. 5. Исследуемые образцы
- Глава 3. Исследование магнитных фазовых переходов и определение типов магнитных структур ферроборатов методом эрбиевого спектроскопического зонда
- 3. 1. Спектры зондового иона Ег3+ в RFe3(B03)4: нефелоксетический сдвиг и сила кристаллического поля
- 3. 2. Магнитные фазовые переходы в RFe3(В03)4 (R=Y, Pr, Gd-Er)
- 3. 3. Магнитные структуры ферроборатов RFe3(B03)4 (R=Pr, Tb, Y, Er, Ho, Dy)
- Глава 4. Оптические спектры в области /^/'переходов в R3+ ионах и кристаллическое поле в
- RFe3(B03)
- 4. 1. Спектры пропускания ориентированных монокристаллов NdFe3(B03)4 в поляризованном излучении: параметры КП и магнитные свойства NdFe3(B03)
- 4. 2. Спектроскопическое исследование PrFe3(B03)4. Появление линий запрещенных переходов Гг—"Гг во внутреннем магнитном поле
- 4. 3. Спектры поглощения TbFe3(B03)4. Квазидублет основного состояния иона
- 4. 4. Спектры поглощения ErFe3(B03)4. Построение схемы энергетических уровней иона Ег3+
- 4. 5. Структурный фазовый переход в спектрах пропускания EuFe3(B03)
- Заключение
- Список литер атуры
Список литературы
- А.К. Звездин, С. С. Кротов, A.M. Кадомцева, Г. П. Воробьев, Ю. Ф. Попов, А. П. Пятаков, JI.H. Безматерных, Е. А. Попова, О магнитоэлектрических эффектах в ферроборате гадолиния GdFe3(B03)4 // Письма в ЖЭТФ 81 (2005) 272.
- А.К. Звездин, С. С. Кротов, A.M. Кадомцева, Г. П. Воробьев, Ю. Ф. Попов, А. П. Пятаков, JI.H. Безматерных, А. В. Кувардин, Е. А. Попова, Магнитоэлектрические и магнитоупругие взаимодействия в мультиферроиках NdFe3(BC>3)4 // Письма в ЖЭТФ 83 (2006) 509.
- M.N. Popova, Е.Р. Chukalina, T.N. Stanislavchuk, L.N. Bezmaternykh, Different types of magnetic ordering in RFe3(BC>3)4. R=Gd, Tb, Er, and Y, as studied by the method of Er3+ spectroscopic probe // J. Magnetism &Magnetic Materials 300 (2006) e440-e443.
- Т.Н. Станиславчук- Е.П. Чукалина- JI.H. Безматерных, Исследование магнитных фазовых переходов и магнитных структур в ряде редкоземельных ферроборатов методом эрбиевого спектроскопического зонда // Оптический журнал 74, № 2 (2007) 78−83.
- M.N. Popova, Е.Р. Chukalina, T.N. Stanislavchuk, B.Z. Malkin, E. Antic-Fidancev, L.N. Bezmaternykh, Crystal-field effects in the new multiferroic NdFe3(B03)4 // Phys. Rev. В 75, № 22 (2007) 224 435−1 224 435−12.
- T.N. Stanislavchuk, E.P. Chukalina, M.N. Popova, L.N. Bezmaternykh, I.A. Gudim, Investigation of the iron borates DyFej^O.-^ and HoFe3(B03)4 by the method of ErJ+ spectroscopic probe // Physics Letters A 368 (2007) 408−411.
- Е.П.Чукалина, Т. Н. Станиславчук, М. Н. Попова, Л. Н. Безматсрных, Магнитные свойства редкоземельных ферроборатов: спектроскопическое исследование методом редкоземельного зонда // Известия РАН, серия Физическая 71, № 11 (2007) 1563−1565.
- Т.Н. Станиславчук, Е. П. Чукалина, Спектроскопия ферробората тербия // Труды XLVIII Научной Конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук», Москва Долгопрудный, 25−26 ноября 2005, с.25−27.
- T. Stanislavchuk, E. Chukalina, M. Popova, B. Malkin, L. Bezmaternykh, Spectroscopic study of terbium iron borate // 6th International Conference on f-elements (ICFE 6), 4−9 September 2006, Wroclaw, Poland, Book of Abstracts, EP 22.
- Т. Н. Станиславчук, Е. П. Чукалина, Спектроскопическое исследование магнитных фазовых переходов и определение магнитных структур в ряде ферроборатов RFe3(B03)4 (R-Dy, Но и Nd) // Труды XLIX Научной Конференции МФТИ
- Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук", Москва — Долгопрудный, 24−25 ноября 2006.
- Т. H. Станиславчук, Кристаллическое поле и магнитные свойтсва NdFe3(B03)4 // Труды 50-ой научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук», часть III «Проблемы современной физики», Москва-Долгопрудный 2007, с. 142.
- J.C. Joubcrt, W.B. White, R.J. Roy, Synthesis and Crystallographic Data of Some Rare Earth-Iron Borates // J. Appl. Cryst. 1 (1968) 318.
- J.A. Campa, C. Cascales, E. Gutierrcz-Puebla, M.A. Monge, I. Rasines, C. Ruiz-Valero, Crystal Structure, Magnetic Order, and Vibrational Behavior in Iron Rare-Earth Borates // Chem.Mater. 9 (1997) 237−240.
- S.A. Klimin, D. Fausti, A. Meetsma, L.N. Bezmaternykh, P.H.M. van Loosdrecht and T.T.M. Palstra, X-ray Structure determination of the trigonal iron-helicoidal-chain compound GdFe3(B03)4 // Acta Ciyst. B. 61 (2005) 481−485.
- E.JI. Белоконева, Л. И. Альшинская, M.A. Симонов, Н. И. Леонюк, Т. И. Тимченко, Н. В. Белов, Кристаллическая структура (Nd. Bi) Fe3B03.4 // Журнал структурной химии 20 (1979) 542.
- X. Chen, Z. Luo, D. Jaque, J.J. Romero, J.G. Sole, Y. Huang, A. Jiang, C. Tu, Comparison of optical spectra of Nd3+ in NdAl3(B03)4 (NAB), Nd: GdAl3(B03)4 (NGAB) and Nd: Gdo.2Yo.8A13(B03)4 (NGYAB) crystals // J. Phys.: Condens. Matter 13 (2001) 11 711 178.
- D. Jaque. Self-frequency-sum mixing in Nd doped nonlinear crystals for laser generation in the three fundamental colours. The NYAB case // J. Alloys Compd. 323−324 (2001) 204 209.
- M. Huang, Y. Chen, X. Chen, Y. Huang, Z. Luo, A CW blue laser emission by self-sum-frequency-mixing in Nd3+:GdAl3(B03)4 crystal // Opt. Commun. 208 (2002) 163−166.
- N.I. Leonyuk and L.I. Leonyuk // Progr. Cryst. Growth Charact. 31 (1995) 179.
- A.D. Balaev, L.N. Bezmaternykh, I.A. Gudim, V.L. Temerov, S.G. Ovchinnikov, S.A. Kliarlamova, Magnetic properties of trigonal single crystal GdFe3(B03)4, J. Magnetism and Magnetic Materials 258−259 (2003) 532−534.
- Yukio Hinatsu, Yoshihiro Doi, Kentaro Ito, Makoto Wakeshima and Abdolali Alemi, Magnetic and calorimetric studies on rare-earth iron borates ЬпРез (ВОз)4 (Ln=Y, La-Nd. Sm-Ho) // J. Solid State Chemistry 172 (2003) 438−455.
- А.И. Панкрац, Г. А. Петраковский, JI.H. Безматерных, О. А. Баюков, Антиферромагнитный резонанс и фазовые диаграммы гадолиниевого ферробората GdFe3(B03)4 //ЖЭТФ 126. вып. 4 (2004) 887−897.
- Е.Р. Chukalina, D.Yu. Kuritsin, M.N. Popova, L.N. Bezmaternykh, S.A. Kharlamova, V.L. Temerov, Magnetic ordering of NdFe3(B03)4 studied by infrared absorbtion spectroscopy // Physics Letters A 322 (2004) 239−243.
- R.Z. Levitin, E.A. Popova, R.M. Chtsherbov, A.N. Vasiliev, M.N. Popova, E.P. Chukalina, S.A. Klimin, P.H.M. van Loosdrecht, D. Fausti, L.N. Bezmaternykh, Cascade of phase transitions in GdFe3(B03)4 // Письма в ЖЭТФ 79, вып. 9−10 (2004) 531−534.
- D. Fausti, A. Nugroho, P. van Loosdrecht, S.A. Klimin, M.N. Popova, L.N. Bezmaternykh, Raman scattering from phonons and magnons in RFe3(B03)4 // Phys. Rev. В 74 (2006) 24 403.
- F. Yen, B. Lorenz, Y.Y. Sun, C.W. Chu, L.N. Bezmaternykh, and A.N. Vasiliev, Magnetic field effect and dielectric anomalies at the spin reorientation phase transition of GdFe3(B03)4 // Phys. Rev. В 73 (2006) 54 435.
- A.A. Kaminskii, Crystalline Lasers: Physical Processes & Operating Schemes // CRC Press, Boca Raton, New York, 1996.
- G.N. Dieke, Spectra and energy levels of rare earth ions in crystals, Interscience Publishers, J. Willey (1968).
- N.I.Agladze, M.N.Popova, G.N.Zhizhin, V.I.Egorov and M.A.Petrova. Isotope structure in optical spectra of LiYF4: Ho3+ // Phys.Rev.Lett. 66 (1991) 477 480.
- В.Ф. Золин, Л. Г. Коренева, Редкоземельный зонд в химии и биологии М., Наука, 1980.-349 с.
- М.И.Петрашень, Е. Д. Трифонов, Применение теории групп в квантовой мехонике -М.: Наука, 1967.-308 с.
- JL Д. Ландау и Е. М." Лифшиц, Теоретическая физика, том III. Квантовая механика, нерелятивистская теория — М.: Наука, глав. ред. физ.-мат. лит., 1989. — 766 с.
- Аллилуев С. П. Белоусов Ю.М., Введение в теорию симметрии. Учеб. пособие. М.: МФТИ, 2007.
- М.А. Ельяшевич, Атомная и молекулярная спектроскопия, М.: физ.-мат. лит., 1962 — 892 с.
- Н.И. Багданскис, B.C. Букреев, Г. Н. Жижин, М. Н. Попова, Инфракрасные спектрометры высокого разрешения- в кн. под ред. Раутиана С. Г. «Современные тенденции в технике спектроскопии», Новосибирск: Наука, СО, 1982, с.153−212.
- В.А. Вагин, М. А. Гершун, Г. Н. Жижин, К. И. Тарасов, Светосильные спектральные приборы- под ред. К. И. Тарасова. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. — 264 с.
- R. L. Cone and R. S. Meltzer, Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions, Modern Problems in Condensed Matter Sciences, ed. A. A. Kaplyanskii and R. M. Macfarlane, 27 (1987) 481.
- Ж.Конн, Спектроскопические исследования с применением фурье-преобразования, в сб. статей под ред. ЖижинаГ.Н. «Инфракрасная спектроскопия высокого разрешения» М.: Мир, 1972. — 352 с.
- Robert John Bell, Introductory Fourier Transform Spectroscopy, Academic Press, New York and London (1972), перевод с английского под редакцией Г. Н. Жижина, М.: Москва, 1975.
- P.Jacquinot. Journ. Phys.Rad., 1958, t.19, p.39.
- P.B.Felgett. Multi-channel Spectrometry. Joum. Opt. Soc. Am., 1952, v.42, N 11, p.872- A propos de la theorle du spectrometrelnterferentlel multiplex. Journ. Phys. Rad., 1958, t.19, N 3, p.187−191.
- М.Н. Попова. Фурье спектроскопия высокого разрешения в исследовании кристаллов с редкоземельными ионами. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук, Троицк 1992.
- Г. Н. Жижин, М. Н. Попова, Методы инфракрасной спектроскопии высокого разрешения для исследования атмосферных газов, в сб. «Спектроскопические методы исследования атмосферных газов», Институт физики АН Литовской ССР, 1983.
- M.N. Popova, High-resolution Fourier Transform Spectroscopy: Application to Magnetic Insulators, in: Encyclopedia of Materials: Science and Technology, p. 3786−3790, Elsivier, 2001.
- L.N. Bezmaternykh, V.G. Mashchenko, N.A. Sokolova, V.L. Temerov, Growth of iron garnet single crystals on a rotating carrier from ВаО/ВдОз fluxes // J. Cryst. Growth 69 (1984) 407.
- L.N. Bezmaternykh, S.A. Kharlamova, and V.L. Temerov // J. Crystallogr. Rep. 49 № 9, (2004) 855−857.
- L.N. Bezmaternykh, V.L. Temerov, I.A. Gudim, N.A. Sokolova // J. Crystallogr. Rep. 50 Suppl. 1 (2005) S97-S99.
- M.N. Popova, High-resolution spectroscopy of rare cuprates and nicelates // J. Alloys Compd. 275−277 (1998) 142−147.
- Д.Т. Свиридов, P.K. Свиридова, Ю. Ф. Смирнов, Оптические спектры ионов переходных металлов в кристаллах. М.: Наука, 1976, с. 180−191.
- A.M. Калашникова, В. В. Павлов, Р. В. Писарев, JI.H. Безматерных, М. Бауер, Т. Расинг, Линейная и нелинейная оптическая спектроскопия гадолиниевого ферробората GdFe3(B03)4 // Письма в ЖЭТФ. 80, № 5. (2004) 339−343.
- Р. Саго, О. Beaury, Е. Antic // J. de Physique. 37, № 6 (1976) 671.
- E. Antic-Fidancev, M. Lemaitre-Blaise, P. Caro // New J. Chem. 11, № 6 (1987) 467.
- R.D. Shannon // Acta Cryst. A. 32 (1976) 751.
- A.N. Vasiliev, E.A. Popova, I.A. Gugim, L.N. Bezmaternykh and Z. Hiroi. Heat capacity of rare-earth ferroborates ИРез (ВОз)4. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials 300 (2006) e382-e384.
- M.N. Popova. High-resolution Fourier Transform Spectroscopy: Application to Magnetic Insulators, in: Encyclopedia of Materials: Science and Technology, Elsivier, 2001, p. 37 863 790.
- E. A. Popova, D. V. Volkov, A. N. Vasiliev, A. A. Demidov, N. P. Kolmakova, I. A. Gudim. L. N. Bezmaternykh, Magnetization and specific heat of TbFe3(B03)4: Experiment and crystal-field calculation // Phys. Rev. В 75 (2007) 224 413.
- D.V. Volkov, E.A. Popova, N.P. Kolmakova, A.A. Demidov, N. Tristan, Yu. Skourski, B. Buechner, I.A. Gudim, and L.N. Bezmaternykh, Magnetic properties of ТЬРез (ВОз)4 // JMMM, in press.
- E.A.Popova, N. Tristan, A.N.Vasiliev, V.L.Temerov, L.N.Bezmaternykh, N. Leps, B. Buchner, and R. Klinger, Magnetization and specific heat of DyFe3(B03)4 single crystal // Eur. Phys. J. В 62 (2008) 123−128.
- С. Ritter, A. Vorotynov, A. Pankrats, G. Petrakovskii, V. Temerov, I. Gudim and R. Szymczak, Magnetic structure in iron borates RFe3(B03)4(R=Y, Ho): a neutron diffraction and magnetization study // J. Phys.: Condens. Matter 20 (2008) 365 209.
- А.И. Панкрац, Г. И. Петраковский, JT.H. Безматерных, В.JT. Темеров, Антиферромагнитный резонанс и магнитная анизотропия в монокристаллах системы YFe3(B03)4- GdFe3(B03)4 // ФТТ 50, вып.1 (2008) 77−81.
- N.Tristan, R. Klinger, C. Hess, B. Buchner, E. Popova, I.A.Gudim, L.N.Bezmaternykh, (Thermodinamic properties of NdFe3(B03)4 // Journal of Magnetism and Magnetic Materials316 (2007) e621-e623.
- С.А.Климин, частное сообщение.
- В. Z. Malkin, in Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions, edited by
- A. A. Kaplyanskii and R. M. Macfarlane (North-Holland, Amsterdam, 1987), Chap.2, pp. 13−50.
- E.A. Попова, H. Тристан, X. Хесс, P. Клингелер, Б. Бюхнер, JT.H. Безматерных,
- B.JT. Темеров, A.H. Василиев, Магнитные и тепловые свойства монокристалла NdFe3(B03)4 // ЖЭТФ 132, вып.1 (7), (2007) 121−124.
- Е.А.Попова, частное сообщение.
- Дж. Смарт, Эффективное поле в теории магнетизма, под ред. С. В. Тябликова, перевод с англ. В. Т. Хозяинова- М.: Мир, 1968. 271 с.
- A. A. Kaplyanskii, M. F. Limonov, Yu. F. Markov // JETP Lett. 37 (1983) 212.
- Альтшулер С.А., Козырев Б. М. Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточных групп. — М.: Наука, 1972. 672 с. 1. Благодарности
- Прежде всего, хочу выразить глубокую благодарность своему научному руководителю Поповой М. Н. за постановку задачи, хорошее руководство и поддержку в течение всего времени нашей совместной деятельности.
- Большую благодарность выражаю Чукалиной Е. П., руководителю моей магистерской диссертации.
- Хочу поблагодарить Климина С. А., Болдырева К. Н. и Болдырева Н. Ю. за помощь в экспериментальной работе, а также своих коллег Пыталева Д. С., Нарожного М. В., Короткова Н. М. и Романова Е. А с которыми было приятно вместе работать.
- Отдельная благодарность Безматерных JI.H. за предоставленные для измерений образцы и руководству Института спектроскопии РАН за предоставленную возможность выполнения исследовательской работы на уникальном оборудовании сектора фурье-спектроскопии.у