Спектроскопические и магнитооптические исследования спин-переориентационного фазового перехода в TbFe₃(BO₃)₄

Abstract

Проведены спектроскопические и магнитооптические исследования индуцированного магнитным полем спин-переориентационного перехода в антиферромагнитном тербиевом ферроборате TbFe₃(BO₃)₄. В области фазового перехода возникает магнитное промежуточное состояние с периодическим чередованием доменов исходной и опрокинутой магнитных фаз, вследствие чего происходит сильное рассеяние света кристаллом. Показано, что основной механизм рассеяния света связан с появлением большого фарадеевского вращения в высокополевой магнитной фазе. Проведены визуальные поляризационные исследования доменной структуры промежуточного состояния. Вычислена энергия межфазной границы между антиферромагнитной и высокополевой магнитными фазами. Определена область существования магнитного промежуточного состояния в H–T-координатах.

Проведено спектроскопічні і магнітооптичні дослідження індукованого магнітним полем спін-переорієнтаційного переходу в антиферомагнітному тербієвому феробораті TbFe₃(BO₃)₄. В області фазового переходу утворюється магнітний проміжний стан з періодичним чергуванням доменів вихідної і перекинутої магнітних фаз, внаслідок чого виникає сильне розсіювання світла кристалом. Показано, що основний механізм розсіювання світла пов’язаний з появою значного фарадеєвського обертання в високопольовій магнітній фазі. Проведено візуальні поляризаційні дослідження доменної структури проміжного стану. Розраховано енергію міжфазної межі між антиферомагнітною та високопольовою магнітними фазами. Визначено область існування магнітного проміжного стану в H–T-координатах.

Spectroscopic and magnetooptical investigations of magnetic field induced spin-reorientation phase transition in antiferromagnetic terbium ferroborate TbFe₃(BO₃)₄ were performed. It is found that in the vicinity of the phase transition there appears a magnetic intermediate state with periodic alternation of initial phase domains and domains of high field magnetic phase. This results in an intensive light scattering by the crystal. It is shown that the main mechanism of light scattering is related to the large Faraday rotation in the high-field magnetic phase. Visual polarization investigations of the domain structure of the magnetic intermediate state were performed. The energy of domain wall between the antiferromagnetic and the high field magnetic phases was calculated. The region of existence region of the magnetic intermediate state was defined in the H-T coordinates.