Электронный научный журнал
 
Diagnostics, Resource and Mechanics 
         of materials and structures
ВыпускиО журналеАвторуРецензентуКонтактыНовостиРегистрация

2018 Выпуск 6

2019 Выпуск 2
 
2019 Выпуск 1
 
2018 Выпуск 6
 
2018 Выпуск 5
 
2018 Выпуск 4
 
2018 Выпуск 3
 
2018 Выпуск 2
 
2018 Выпуск 1
 
2017 Выпуск 6
 
2017 Выпуск 5
 
2017 Выпуск 4
 
2017 Выпуск 3
 
2017 Выпуск 2
 
2017 Выпуск 1
 
2016 Выпуск 6
 
2016 Выпуск 5
 
2016 Выпуск 4
 
2016 Выпуск 3
 
2016 Выпуск 2
 
2016 Выпуск 1
 
2015 Выпуск 6
 
2015 Выпуск 5
 
2015 Выпуск 4
 
2015 Выпуск 3
 
2015 Выпуск 2
 
2015 Выпуск 1

 

 

 

 

 

А. V. Telegin, Yu. P. Sukhorukov

MAGNETOTRANSMISSION EFFECT IN MAGNETOSTRICTIVE CoFe2O4 FOR THE CASE OF THE VOIGT GEOMETRY

Infrared absorption spectra are obtained for a ferrimagnetic single crystal of ferrite CoFe2O4. It is shown that an external magnetic field applied in the Voigt geometry leads to a noticeable change in the transparency of the single crystal possessing high magnetostriction – the magnetotransmission effect (up to 10% in a 2 kOe field). The direct correlation between magnetotransmission and magnetostriction in the ferrite was established at room temperature. The anisotropy of the magnetotransmission of natural infrared radiation in CoFe2O4 is studied for the first time.

The work was performed within the state assignment from FASO Russia (Spin, No. АААА-А18-118020290104-2, with a partial support from UB RAS (grant No. 18-10-2-3) and the RF Min-istry of Education (grant No. 14.Z50.31.0025).

Keywords: magnetostriction, magnetotransmission, strain-magnetooptics, ferrite, straintronics, IR range

Bibliography:

 1. Bukharaev A.A., Zvezdin A.K., Pyatakov A.P., Fetisov Yu.K. Straintronics: a new trend in micro-, nanoelectronics and material science. Phys. Usp., 2018, vol. 61, iss. 12. DOI: 10.3367/UFNe.2018.01.038279. Available at: https://ufn.ru/en/articles/2018/12/b/
2. Roy K. Ultra-low-energy straintronics using multiferroic composites. Appl. Phys. Lett., 2013, vol. 103, pp. 173110-1–173110-5. DOI: 10.1063/1.4826688.
3. Ustinov A.B., Kolkov P.I., Nikitin A.A., Kalinikos B.A., Fetisov Y.K., Srinivasan G. Ferrite-ferroelectric phase shifters controlled by electric and magnetic fields. Technical Physics, 2011, vol. 56, no. 6, pp. 821–825. DOI: 10.1134/S1063784211060259.
4. Krupicka S. Physics of Ferrites, Akademie der Wissenschaften, Prag, Czechoslovakhia, 1973.
5. Sato-Turtelli R., Kriegisch M., Atif M., Grossinger R. Co-ferrite – A material with interesting magnetic properties. In: Materials Science and Engineering: IOP Conf. Series, 2013, vol. 60, pp. 012020. DOI: 10.1088/1757-899X/60/1/012020.
6. Ferre J., Gehring G.A. Linear optical birefringence of magnetic crystals. Rep. Prog. Phys., 1984, vol. 47, pp. 513–611. DOI: 10.1088/0034-4885/47/5/002.
7. Smolenskii G.A., Pisarev R.V., Sinii I.G. Birefringence of light in magnetically ordered crystals. Physics-Uspekhi, 1975, vol. 18, pp. 410–429. DOI: 10.1070/PU1975v018n06ABEH001964.
8. Gan'shina E.A., Zenkov A.V., Krinchik G.S., Moskvin A.S., Trifonov A.Yu. Quadratic magnetooptic effects in orthoferrites. JETP, 1991, vol. 72, no. 1, pp. 154–159.
9. Sukhorukov Yu.P., Telegin A.V., Bebenin N.G., Nosov A.P., Bessonov V.D., Buchkevich A.A., Patrakov E.I. Magnetotransmission and magnetostriction in ferrimagnetic spinels CoFe2O4. JETP, 2018, vol. 126, no. 1, pp. 106–114. DOI: 10.7868/S004445101801011X.
10. Sukhorukov Yu.P., Telegin A.V., Bebenin N.G., Nosov A.P., Bessonov V.D., Buchkevich A.A. Strain-magneto-optics of a magnetostrictive ferrimagnets CoFe2O4. Solid State Communication, 2017, vol. 263, pp. 27–30. DOI: 10.1016/j.ssc.2017.07.003.
11. Sukhorukov Yu.P., Bebenin N.G. Telegin A.V., Nosov A.P. Magnetooptical properties of ferro- and ferrimagnetic spinels. FMM, 2018, vol. 119, no. 12, pp. 1231–1238. (In Russian).
12. Holinsworth B.S., Mazumdar D., Sims H., Sun Q.-C., Yurtisigi M.K., Sarker S.K., Gupta A., Butler W.H., Musfeldt J.L. Chemical tuning of the optical band gap in spinel ferrites: CoFe2O4 vs NiFe2O4. Appl. Phys. Lett., 2013, vol. 103, pp. 082406. DOI: 10.1063/1.4818315.
13. Sukhorukov Yu.P., Telegin A.V., Bebenin N.G., Buchkevich A.A., Nosov A.P., Bessonov V.D. Magnetotransmission in magnetostrictive crystal of CoFe2O4 in the Faraday geometry. JETP Letters, 2018, vol. 108, no. 1, pp. 48-53. DOI: 10.1134/S0021364018130131.
14. Rahman A., Gafur A., Sarker A.R. Impact of cobalt doping on structural, electronic and optical properties of cobalt ferrite prepared by solid-state teaction. Int. J. Innovative Research in Advanced Engineering, 2015, vol. 2, no. 1, pp. 99–107. DOI: 10.1016/j.rinp.2017.09.057.
15. Danil’kevich M.I., Litvinivich G.V., Naumenko V.I. IR reflection spectra and optical constants of cobalt ferrite–gallates. J. of Applied Spectroscopy, 1976, vol. 24, no. 1, pp. 38–43. DOI: 10.1007/BF01100715.
16. Bujakiewicz-Koronska R., Hetmanczyk L., Garbarz-Gios B., Budziak A., Kalvane A., Bormanis K., Druzbicki K. Low temperature measurements by infrared spectroscopy in CoFe2O4 ceramic. Cent. Eur. J. Phys., 2012, vol. 10, no. 5, pp. 1137–1143. DOI: 10.2478/s11534-012-0101-4.
17. Bozorth R.M., Tilden E.F., Wiliams A.J. Anisotropy and magnetostriction of some ferrites. Phys. Rev., 1955, vol. 99, no. 6, pp. 1788–1799. DOI: 10.1103/PhysRev.99.1788.
18. Kambale R.C., Song K.M., Won C.J., Lee K.D., Hur N. Magnetic and magnetostrictive behavior of Dy3+ doped CoFe2O4 single crystals grown by flux method. J. Crystal Growth, 2012, vol. 340, pp. 171–174. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2011.12.007.
 

 

А. В. Телегин, Ю. П. Сухоруков

МАГНИТОПРОПУСКАНИЕ В МАГНИТОСТРИКЦИОННОМ КРИСТАЛЛЕ CoFe2O4 В ГЕОМЕТРИИ ФОХТА

Получены спектры поглощения для ферримагнитного монокристалла феррита CoFe2O4 в инфракрасном диапазоне спектра. Показано, что внешнее магнитное поле в фохтовской геометрии эксперимента приводит к заметному изменению прозрачности магнитострикционного монокристалла в широкой ИК-спектральной области – эффекту магнитопропускания света (до ~10 % в поле 2 кЭ). Установлена корреляция между магнитопропусканием и магнитострикцией феррита при комнатной температуре. Впервые изучена анизотропия магнитопропускания ИК-излучения в монокристалле CoFe2O4.

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема «Спин») № АААА-А18-118020290104-2, при частичной поддержке гранта УрО РАН № 18-10-2-3 и гранта Минобразования РФ № 14.Z50.31.0025.

Ключевые слова: магнитострикция, магнитопропускание, стрейн-магнитооптика, феррит, стрейнтроника, ИК-диапазон

Библиография:

1. Straintronics: a new trend in micro- and nanoelectronics and material science / A. A. Bukharaev, A. K. Zvezdin, A. P. Pyatakov, Yu. K. Fetisov // Phys. Usp. – 2018. – Vol. 61, iss. 12. – DOI: 10.3367/UFNe.2018.01.038279. – URL: https://ufn.ru/en/articles/2018/12/b/
2. Roy K. Ultra-low-energy straintronics using multiferroic composites // Appl. Phys. Lett. – 2013. – Vol. 103. – P. 173110-1–173110-5. – DOI: 10.1063/1.4826688.
3. Ferrite-ferroelectric phase shifters controlled by electric and magnetic fields / A. B. Ustinov, P. I. Kolkov, A. A. Nikitin, B. A. Kalinikos, Y. K. Fetisov, G. Srinivasan // Technical Physics. – 2011. – Vol. 56, no. 6. – P. 821–825. – DOI: 10.1134/S1063784211060259.
4. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов / пер. с нем. А. Г. Гуревича, А. Ф. Дите, В. А. Козлова, А. С. Пахомова; под ред. И. Г. Нахимсона. – М. : Мир, 1976. – 353 с.
5. Co-ferrite – A material with interesting magnetic properties / R. Sato-Turtelli, M. Kriegisch, M. Atif, R. Grossinger // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2013. – Vol. 60. – P. 012020. – DOI: 10.1088/1757-899X/60/1/012020.
6. Ferre J., Gehring G. A. Linear optical birefringence of magnetic crystals // Rep. Prog. Phys. – 1984. – Vol. 47. – P. 513–611. – DOI: 10.1088/0034-4885/47/5/002.
7. Smolenskii G. A., Pisarev R. V., Sinii I. G. Birefringence of light in magnetically ordered crystals // Physics-Uspekhi. – 1975. – Vol. 18. – P. 410–429. – DOI: 10.1070/PU1975v018n06ABEH001964.
8. Quadratic magnetooptic effects in orthoferrites / E. A. Gan'shina, A. V. Zenkov, G. S. Krinchik, A. S. Moskvin, A. Yu. Trifonov // JETP. – 1991. – Vol. 72, no. 1. – P. 154–159.
9. Magnetotransmission and magnetostriction in ferrimagnetic spinels CoFe2O4 / Yu. P. Sukhorukov, A. V. Telegin, N. G. Bebenin, A. P. Nosov, V. D. Bessonov, A. A. Buchkevich, E.I. Patrakov // JETP. – 2018. – Vol. 126, no. 1. – P. 106–114. – DOI: 10.7868/S004445101801011X.
10. Strain-magneto-optics of a magnetostrictive ferrimagnets CoFe2O4 / Yu. P. Sukhorukov, A. V. Telegin, N. G. Bebenin, A. P. Nosov, V. D. Bessonov, A. A. Buchkevich // Solid State Communication. – 2017. – Vol. 263. – P. 27–30. – DOI: 10.1016/j.ssc.2017.07.003.
11. Магнитооптические свойства ферро- и ферримагнитных шпинелей / Ю. П. Сухоруков, Н. Г. Бебенин, А. В. Телегин, А. П. Носов // ФММ. – 2018. – Т. 119, № 12 – С. 1231–1238.
12. Chemical tuning of the optical band gap in spinel ferrites: CoFe2O4 vs NiFe2O4 / B. S. Holinsworth, D. Mazumdar, H. Sims, Q.-C. Sun, M. K. Yurtisigi, S. K. Sarker, A. Gupta, W. H. Butler, J. L. Musfeldt // Appl. Phys. Lett. – 2013. – Vol. 103. – P. 082406. – DOI: 10.1063/1.4818315.
13. Magnetotransmission in magnetostrictive crystal of CoFe2O4 in the Faraday geometry / Yu. P. Sukhorukov, A. V. Telegin, N. G. Bebenin, A. A. Buchkevich, A. P. Nosov, V. D. Bessonov // JETP Letters. – 2018. – Vol. 108, no. 1. – P. 48–53. – DOI: 10.1134/S0021364018130131.
14. Rahman A., Gafur A., Sarker A. R. Impact of doping on structural, electronic and optical properties of cobalt ferrite prepared by solid-state teaction // Int. J. Innovative Research in Advanced Engineering. – 2015. – Vol. 2, no. 1. – P. 99–107. – DOI: 10.1016/j.rinp.2017.09.057.
15. Danil’kevich M. I., Litvinivich G. V., Naumenko V. I. IR reflection spectra and optical constants of cobalt ferrite – gallates // J. of Applied Spectroscopy. – 1976. – Vol. 24, no. 1. – P. 38–43. – DOI: 10.1007/BF01100715.
16. Low temperature measurements by infrared spectroscopy in CoFe2O4 ceramic / R. Bujakiewicz-Koronska, L. Hetmanczyk, B. Garbarz-Gios, A. Budziak, A. Kalvane, K. Bormanis, K. Druzbicki // Cent. Eur. J. Phys. – 2012. – Vol. 10, no. 5. – P. 1137–1143. – DOI: 10.2478/s11534-012-0101-4.
17. Bozorth R. M., Tilden E. F., Wiliams A. J. Anisotropy and magnetostriction of some ferrites // Phys. Rev. – 1955. – Vol. 99, no. 6. – P. 1788–1799. – DOI: 10.1103/PhysRev.99.1788.
18. Magnetic and magnetostrictive behavior of Dy3+ doped CoFe2O4 single crystals grown by flux method / R. C. Kambale, K. M. Song, C. J. Won, K. D. Lee, N. Hur // J. Crystal Growth. – 2012. – Vol. 340. – P. 171–174. – DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2011.12.007.
 

 
PDF        

 

импакт-фактор
РИНЦ 0.284

 

МРДМК 2019
МРДМК 2019

ЦКП Пластометрия
НЭБ РИНЦ
Google Scholar


РНБ

 

Учредитель:  Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
Главный редактор:  Э.C. Горкунов
При цитировании ссылка на Электронный научно-технический журнал "Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures" обязательна. Воспроизведение материалов в электронных или иных изданиях без письменного разрешения редакции запрещено. Опубликованные в журнале материалы могут использоваться только в некоммерческих целях.
Контакты  
 
Главная E-mail 0+
 

ISSN 2410-9908 Регистрация СМИ в Роскомнадзоре Эл № ФС77-57355 от 24 марта 2014 г. © ИМАШ УрО РАН 2014-2019, www.imach.uran.ru