Спин-волновая динамика и обменные взаимодействия в мультиферроике NdFe3(BO3)4. Неупругое рассеяние нейтронов.

Магнитные возбуждения и обменные взаимодействия в мультиферроике NdFe₃(BO₃)₄ изучались методом неупругого рассеяния нейтронов при 15 К, в фазе с соизмеримой коллинеарной антиферромагнитной структурой. Наблюдаемые спектры были проанализированы в рамках линейной теории спиновых волн. Модель, которая включает в себя обменные взаимодействия до 10 координационных сфер, удовлетворительно описывает наблюдаемые дисперсионные кривые с энергиями до 6 мэВ. Оказалось, что спин-волновая динамика определяется сильным антиферромагнитным взаимодействием вдоль цепочек Fe и тремя, почти равными, взаимодействиями между цепочками. Другие взаимодействия, в том числе ферромагнитные, оказались несущественными. Баланс трех антиферромагнитных взаимодействий между цепочками, который связывает моменты в соседних ферромагнитных слоях, обеспечивает параллельность моментов в слое. Это свидетельствует о том, что геометрия обмена играет решающую роль в формировании магнитной структуры.

I. V. Golosovsky, A. K. Ovsyanikov, D. N. Aristov, P. G. Matveeva, A. A. Mukhin, M. Boehm, L-P. Regnault, and L. N. Bezmaternykh “Spin-wave dynamics and exchange interactions in multiferroic NdFe₃(BO₃)₄ explored by inelastic neutron scattering”. Направлена для публикации в PRB.