Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2025, выпуск 3 » Статья стр. 232
<<<>>>
Влияние локальных искажений кристаллического поля на терагерцовые спектры Pr3+ в лангасите Pr3Ga5SiO14
Российский научный фонд, 22-42-05004
Кузьменко А.М.1, Иванов В.Ю.1, Тихановский А.Ю.1, Пименов А.Г., Шуваев А.М., Мухин А.А.1
1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
Email: artem.kuzmenko.gpi@gmail.com
Поступила в редакцию: 30 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 25 ноября 2024 г.
Принята к печати: 28 февраля 2025 г.
Выставление онлайн: 22 апреля 2025 г.
PDF версия
Методами терагерцовой спектроскопии временного разрешения (TDS) проведено исследование редкоземельного лангасита Pr3Ga5SiO14 (PGS) при температурах 5-300 K. В диапазоне частот 5-40 сm-1 в спектрах пропускания и сдвига фазы прошедшего излучения обнаружена неоднородно уширенная линия поглощения, идентифицированная как магнитодипольный переход между уровнями основного квазидублета иона Pr3+, расщепленного кристаллическим полем. Сильное неоднородное уширение вызвано случайными искажениями локального кристаллического поля вблизи редкоземельных ионов. Проведено согласованное моделирование спектров пропускания и статических магнитных свойств, которое позволило установить характер распределения локальных искажений кристаллического поля и определить вклад магнитодипольных переходов. Статические магнитные свойства оказались чувствительны к наличию локальных позиций ионов Pr3+ с малым расщеплением основного квазидублета, тогда как в терагерцовые резонансные свойства основной вклад вносят ионы с расщеплением вблизи максимума распределения и выше. Ключевые слова: терагерцовая спектроскопия, редкоземельные лангаситы, магнитодипольные переходы, кристаллическое поле.
  1. B.V. Mill, Y.V. Pisarevsky. In: Proceedings of the 2000 IEEE/EIA International Frequency Control Symposium and Exhibition (IEEE, Kansas City, 2000), p. 133. DOI: 10.1109/FREQ.2000.887343
  2. Y. Yoneda, H. Takeda, T. Shiosaki, J. Mizuki. Jpn. J. Appl. Phys., 46, 7163 (2007). DOI: 10.1143/JJAP.46.7163
  3. B.A. Maksimov, V.N. Molchanov, B.V. Mill, E.L. Belokoneva, M.K. Rabadanov, A.A. Pugacheva, Y.V. Pisarevskii, V.I. Simonov. Crystallogr. Reports, 50, 751 (2005). DOI: 10.1134/1.2049391
  4. А.П. Дудка, А.М. Балбашов. Кристаллография, 65, 223 (2020). DOI: 10.31857/S0023476120020058
  5. A. Tikhanovskii, V.Y. Ivanov, A. Kuzmenko, E. Constable, A. Pimenov, A. Mukhin. Phys. Rev. B, 110, 014409 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevB.110.014409
  6. A. Zorko, F. Bert, P. Mendels, K. Marty, P. Bordet. Phys. Rev. Lett., 104, 057202 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.057202
  7. P. Bordet, I. Gelard, K. Marty, A. Ibanez, J. Robert, V. Simonet, B. Canals, R. Ballou, P. Lejay. J. Phys. Condens. Matter., 18, 5147 (2006). DOI: 10.1088/0953-8984/18/22/014
  8. V. Simonet, R. Ballou, J. Robert, B. Canals, F. Hippert, P. Bordet, P. Lejay, P. Fouquet, J. Ollivier, D. Braithwaite. Phys. Rev. Lett., 100, 237204 (2008). DOI: 10.1103/PhysRevLett.100.237204
  9. L. Bergen, L. Weymann, J. Wettstein, A.M. Kuzmenko, A.A. Mukhin, B.V. Mill, A. Pimenov, E. Constable. Phys. Rev. B, 104, 024106 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevB.104.024106
  10. N.N. Zhang, J.Y. Wang, X.R. Pan, M.J. Song, C.D.S. Clenilton, G.D.G. Ilde. Jiegou Huaxue, 35, 1673 (2016). DOI: 10.14102/j.cnki.0254-5861.2011-1200
  11. A.A. Mukhin, V.Y. Ivanov, B.V. Mill. In: Book of Abstracts, Moscow International Symposium on Magnetism (Faculty of Physics Lomonosov Moscow State University, M., 2017), p. 663
  12. L. Weymann, L. Bergen, T. Kain, A. Pimenov, A. Shuvaev, E. Constable, D. Szaller, B.V. Mill, A.M. Kuzmenko, V.Y. Ivanov, N.V. Kostyuchenko, A.I. Popov, A.K. Zvezdin, A. Pimenov, A.A. Mukhin, M. Mostovoy. Npj Quantum Mater., 5, 61 (2020). DOI: 10.1038/s41535-020-00263-9
  13. A.P. Oreshko, E.N. Ovchinnikova, A. Rogalev, F. Wilhelm, B.V. Mill, V.E. Dmitrienko. J. Synchrotron Radiat., 25, 222 (2018). DOI: 10.1107/S1600577517015387
  14. A.P. Oreshko, B.V. Mill, E.N. Ovchinnikova, A. Rogalev, F. Wilhelm, V.E. Dmitrienko. Crystallogr. Rep., 63, 158 (2018). DOI: 10.1134/S1063774518020189
  15. K. Shimamura, H. Takeda, T. Kohno, T. Fukuda. J. Cryst. Growth, 163, 388 (1996). DOI: 10.1016/0022-0248(95)01002-5
  16. N. Araki, H. Ohsato, K. Kakimoto, T. Kuribayashi, Y. Kudoh, H. Morikoshi. J. Eur. Ceram. Soc., 27, 4099 (2007). DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2007.02.177
  17. A.A. Kaminskii, S.E. Sarkisov, B.V. Mill, G.G. Khodzhabagyan. Inorg. Mater., 18, 1189 (1982)
  18. A.A. Kaminskii, B.V. Mill, I.M. Silvestrova, G.G. Khodzhabagyan. Izv. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser., 47, 1903 (1983)
  19. H. Lan, F. Liang, Z. Lin, H. Yu, H. Zhang, J. Wang. Int. J. Opt., 2017, 1 (2017). DOI: 10.1155/2017/2980274
  20. A.F. Konstantinova, T.G. Golovina, A.P. Dudka, N.L. Sizova. Crystallogr. Reports, 67, 398 (2022). DOI: 10.1134/S1063774522030105
  21. V.I. Burkov, O.A. Lysenko, B.V. Mill. Crystallogr. Reports, 55, 983 (2010). DOI: 10.1134/S1063774510060131
  22. Y. Shopa, N. Ftomyn, I. Sokoliuk. Ukr. J. Phys. Opt., 15, 155 (2014). DOI: 10.3116/16091833/15/3/155/2014
  23. T.G. Golovina, A.F. Konstantinova, A.P. Dudka, A.V. Butashin, B.A. Umanskii, N.S. Kozlova, V.M. Kasimova, E.V. Zabelina. Crystallogr. Reports, 68, 732 (2023). DOI: 10.1134/S106377452360045X
  24. L.L. Lumata, T. Besara, P.L. Kuhns, A.P. Reyes, H.D. Zhou, C.R. Wiebe, L. Balicas, Y.J. Jo, J.S. Brooks, Y. Takano, M.J. Case, Y. Qiu, J.R.D. Copley, J.S. Gardner, K.Y. Choi, N.S. Dalal, M.J.R. Hoch. Phys. Rev. B, 81, 224416 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevB.81.224416
  25. H.D. Zhou, B.W. Vogt, J.A. Janik, Y.-J. Jo, L. Balicas, Y. Qiu, J.R.D. Copley, J.S. Gardner, C.R. Wiebe. Phys. Rev. Lett., 99, 236401 (2007). DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.236401
  26. A. Zorko, F. Bert, P. Mendels, P. Bordet, P. Lejay, J. Robert. Phys. Rev. Lett., 100, 147201 (2008). DOI: 10.1103/PhysRevLett.100.147201
  27. Q.J. Li, Z.Y. Zhao, H.D. Zhou, W.P. Ke, X.M. Wang, C. Fan, X.G. Liu, L.M. Chen, X. Zhao, X.F. Sun. Phys. Rev. B, 85, 174438 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevB.85.174438
  28. A.Y. Tikhanovskii, V.Y. Ivanov, A.M. Kuzmenko, A. Stunault, O. Fabelo, E. Ressouche, V. Simonet, R. Ballou, I.A. Kibalin, A. Pimenov, A.A. Mukhin, E. Constable. Phys. Rev. B, 109, 214433 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevB.109.214433
  29. B.Z. Malkin, D.S. Pytalev, M.N. Popova, E.I. Baibekov, M.L. Falin, K.I. Gerasimov, N.M. Khaidukov. Phys. Rev. B, 86, 134110 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevB.86.134110
  30. A.M. Kuzmenko, A.A. Mukhin, V.Y. Ivanov, G.A. Komandin, A. Shuvaev, A. Pimenov, V. Dziom, L.N. Bezmaternykh, I.A. Gudim. Phys. Rev. B, 94, 174419 (2016). DOI: 10.1103/PhysRevB.94.174419
  31. А.А. Мухин, А.С. Прохоров. Труды ИОФАН, 25, 162 (1990)
  32. P. Fulde. Handbook on the physics and chemistry of rare earths: Alloys and intermetallics, ed. by K.A. Gschneidner, J. Eyring, L. Eyring (North-Holland, Amsterdam, 1979), vol. 2, ch. 17. DOI: 10.1016/S0168-1273(79)02008-0

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme