Влияние давления на магнитные свойства мультиферроика BiFeO₃

Abstract

Проведено теоретическое исследование характера химических связей и их проявлений в магнетизме мультиферроика BiFeO₃ в основном состоянии. Теоретически и экспериментально исследованы магнитные свойства BiFeO₃ в антиферромагнитном состоянии и их зависимости от всестороннего давления. Полученные результаты свидетельствуют о заметном росте магнитной восприимчивости χ соединения под давлением, характеризуемом величиной барической производной dlnχ /dP ~ 3·10⁻² ГПа⁻¹. Исходя из значения этой производной получена количественная оценка и показана доминирующая роль магнитострикционного механизма взаимосвязи магнитной и электрической подсистем в мультиферроике BiFeO₃.

Проведено теоретичне дослідження характеру хімічних зв’язків та їх проявів в магнетизмі основному стані мультифероїка BiFeO₃. Теоретично та експериментально досліджено магнітні властивості BiFeO₃ в антиферомагнітному стані та їх залежності від всебічного тиску. Отримані результати свідчать про помітне зростання магнітної сприйнятливості χ сполуки під тиском, яке характеризується величиною баричної похідної ddlnχ /dP ~ 3·10⁻² ГПа⁻¹ . Виходячи із значення цієї похідної отримана кількісна оцінка і показана домінуюча роль магнітострикційного механізму взаємозв’язку магнітної та електричної підсистем в BiFeO₃.

The character of chemical bonds and their manifestations in magnetism are studied theoretically for the ground state of multiferroic BiFeO₃. Theoretical and experimental investigations of magnetic properties of BiFeO₃ at ambient and hydrostatic pressure are carried out for the ground antiferromagnetic state. The obtained results indicate that magnetic susceptibility χ is increased substantially under pressure, which is characterized by the pressure derivative dlnχ / dP ~ 3* 10⁻² G Pa⁻¹. a Based on the value of this derivative, the quantitative estimation of the magnetostrictive mechanism is made. It is shown that this mechanism mainly determines the interplay of magnetic and electric subsystems in BiFeO₃.