Подстройка магнитной анизотропии самарий-тулиевых ортоферритов Sm1-xTmxFeO3 к комнатной температуре

Ортоферриты редкоземельных элементов (RFeO₃) интенсивно изучаются уже в течение длительного времени из-за их магнитных свойств: магнито-диэлектричество и магнито-калориметрические эффекты, реверсивная намагниченность, сложные магнитные структуры. Наиболее интересным магнитным свойством, общим для большинства ортоферритов, является переход с переориентацией спина (SR), при котором магнитные моменты катионов Fe³⁺ вращаются относительно кристаллографической оси, переход типа «порядок-порядок». SmFeO₃ уникален среди ортоферритов из-за его высокотемпературного SR. Можно настроить спин-переориентационный переход так, чтобы он происходил при комнатной температуре, заменив Sm на Tm в перовските Sm_0.70Tm_0.30FeO₃. Небольшие изменения состава в серии Sm_1-xTm_xFeO₃ (x = 0.30‑0.50) вызывали заметные изменения температур магнитных переходов, обеспечивая высокую степень контроля над магнитными свойствами. Также предлагается довольно необычный взгляд на магнитную структуру перовскита на основе самария с помощью порошковой нейтронной дифракции, что стало возможным благодаря использованию ¹⁵²Sm. Настройка стехиометрии не только позволяет достичь определенных температур SR перехода, но также и определенной магнитной структуры при определенной температуре из-за постепенного характера SR перехода. Изотермы намагниченности позволили связать SR с заметным уменьшением магнитной анизотропии, что означает, что x также влияет на это свойство. В результате комбинации нейтронных данных и результатов измерений намагниченности построена магнитная фазовая диаграмма серии.