High-Resolution Spectroscopy of the ErCrO3 Crystal: A New Phase Transition?

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Infrared absorption spectra of the ErCrO3 crystal in the region of f−f">f−f transitions in the Er3+ ion are recorded for the first time. An analysis of high-resolution temperature-dependent spectra reveals a step at T′=47">T′=47 K on the temperature dependences of the characteristics of spectral lines, in addition to the features at temperatures of magnetic ordering TN = 133 K and spin-reorientation transition TSR=9.3">TSR=9.3 K. This feature can be associated with either a previously unknown phase transition or with local changes in the crystal structure. The shape of the lines at liquid helium temperatures indicates the presence of additional positions for Er3+ ions in the ErCrO3 crystal. Presumably, these are positions near uncontrolled impurities that enter the crystal during its growth by the solution–melt method and form regions with a distorted structure responsible for the occurrence of polarization.

About the authors

A. Yablunovskiy

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: popova@isan.troitsk.ru
ORCID iD: 0000-0003-4090-2941
Dolgoprudnyi, Moscow region, 141701 Russia

E. P. Chukalina

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Email: popova@isan.troitsk.ru
ORCID iD: 0000-0003-1870-2628
Troitsk, Moscow, 108840 Russia

L. Kh. Yin

Institute of Solid State Physics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences

Email: popova@isan.troitsk.ru
ORCID iD: 0000-0002-6993-1140
230031 Hefei, People’s Republic of China

M. N. Popova

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: popova@isan.troitsk.ru
ORCID iD: 0000-0002-9969-1715
Troitsk, Moscow, 108840 Russia

References

  1. Т. А. Шайхулов, А. Р. Сафинa, К. Л. Станкевич, А. В. Матасов, М. П. Темирязева, Д. А. Винникe, В. Е. Живулинe, С. А. Никитов, Письма в ЖЭТФ 117(8), 620 (2023).
  2. В. Д. Седых, В. С. Русаков, Т. В. Губайдулина, Физика твердого тела 65(4), 629 (2023).
  3. Л. Э. Гончарь, Оптика и спектроскопия 131(4), 502 (2023).
  4. А. С. Москвин, ЖЭТФ 159(4), 607 (2021).
  5. Б. Х. Ханнанов, Е. И. Головенчиц, В. А. Санина, Письма в ЖЭТФ 115(4), 262 (2022).
  6. Э. А. Петухова, В. В. Хартон, В. В. Кведер, Физика твердого тела 65(1), 63 (2023).
  7. Д. Г. Гулевич, А. А. Ткач, И. Р. Набиев, В. А. Кривенков, П. С. Самохвалов, Журнал технической физики 93(2), 256 (2023).
  8. Е. В. Васинович, А. С. Москвин, Физика твердого тела 65(6), 928 (2023).
  9. М. С. Кузнецова, М. Н. Батаев, М. А. Чукеев, Н. Д. Ростовцев, С. Ю. Вербин, И. В. Игнатьев, В. Ю. Давыдов, А. Н. Смирнов, И. А. Елисеев, Е. В. Колобкова, Оптика и спектроскопия 130(11), 1739 (2022).
  10. В. В. Оглобличев, В. И. Изюров, Ю. В. Пискунов, А. Г. Смольников, А. Ф. Садыков, С. А. Чупраков, С. С. Дубинин, С. В. Наумов, А. П. Носов, Письма в ЖЭТФ 114(1), 24 (2021).
  11. S. Geller and E. A. Wood, Acta Crystallogr. 9, 563 (1956).
  12. E. F. Bertaut and J. Mareschal, Solid State Commun. 5, 93 (1967).
  13. R. M. Hornreich, S. Shtrikman, B. M. Wanklyn, and I. Yaeger, Phys. Rev. B 13, 4046 (1976).
  14. N. Shamir, H. Shaked, and S. Shtrikman, Physica B 90, 211 (1977).
  15. J. R. Sahu, C. R. Serrao, N. Ray, U. V. Waghmare, and C. N. R. Rao, J. Mater. Chem. 17, 42 (2007).
  16. В. А. Санина, Б. Х. Ханнанов, Е. И. Головенчиц, М. П. Щеглов, Физика твердого тела 61(1), 95 (2019).
  17. В. А. Санина, Б. Х. Ханнанов, Е. И. Головенчиц, М. П. Щеглов, Физика твердого тела 61(3), 501 (2019).
  18. А. К. Звездин, З. В. Гареева, С. М. Чен, Физика Металлов и Металловедение 123, 693 (2022).
  19. K. R. S. Preethi Meher, A. Wahl, A. Maignan, C. Martin, and O. I. Lebedev, Phys. Rev. B 89, 144401 (2014).
  20. B. Rajeswaran, D. I. Khomskii, A. K. Zvezdin, C. N. R. Rao, and A. Sundaresan, Phys. Rev. B 86, 214409 (2012).
  21. Z. Gareeva, A. Zvezdin, K. Zvezdin, and X. Chen, Materials 15, 574 (2022).
  22. A. K. Zvezdin, Z. V. Gareeva, and X. M. Chen, J. Phys.: Condens. Matter 33, 385801 (2021).
  23. G. N. P. Oliveira, P. R. Rodrigues, J. G. Correia, J. P. E. Arau'jo, and А. M. L. Lopes, Crystals 13, 54 (2023).
  24. L. H. Yin, J. Yang, X. C. Kan, W. H. Song, J. M. Dai, and Y. P. Sun, J. Appl. Phys. 117, 133901 (2015).
  25. M. Shao, S. Cao, S. Yuan, J. Shang, B. Kang, B. Lu, and J. Zhang, Appl. Phys. Lett. 100, 222404 (2012).
  26. Y. Zhu, J. Xia, S. Wu et al. (Collaboration), iScience 25, 104111 (2022).
  27. M. Eibschu¨tz, B. L. Cohen, and K. W. West, Phys. Rev. 178, 572 (1969).
  28. A. Hasson, R. M. Hornreich, and Y. Komet, Phys. Rev. B 12, 5051 (1975).
  29. R. Courths and S. Hufner, Z. Physik B 22, 245 (1975).
  30. R. S Meltzer and H. W. Moos, J. Appl. Phys. 41, 1240 (1970).
  31. R. S. Meltzer, Phys. Rev. B 2, 2398 (1970).
  32. K. Toyokawa, S. Kurita, and K. Tsushima, Phys. Rev. B 19, 274 (1979).
  33. D. Ullrich, R. Courths, and C. Von Grundherr, Physica B + C 89, 205 (1977).
  34. Y. Su, J. Zhang, L. Li, B. Li, Y. Zhou, D. Deng, Z. Chen, and S. Cao, Appl. Phys. A 100, 73 (2010).
  35. L. Holmes, M. Eibschu¨tz, and L. G. Van Uitert, J. Appl. Phys. 41, 1184 (1970).
  36. L. H. Yin, J. Yang, P. Tong, X. Luo, C. B. Park, K. W. Shin, W. H. Song, J. M. Dai, K. H. Kim, X. B. Zhu, and Y. P. Sun, J. Mater. Chem. C 4, 11198 (2016).
  37. C. Veyret, J. B. Ayasse, J. Chaussy, J. Mareschal, and J. Sivardiere, J. Phys. (Paris) 31, 607 (1970).
  38. M. Eibschu¨tz, L. Holmes, J. P. Maita, and L. G. van Uitert, Solid State Commun. 8, 1815 (1970).
  39. R. D. Shannon, Acta Crystall. A 32, 751 (1976).
  40. В. В. Компанеец, К. Р. Каримуллин, И. А. Васильева, А. В. Наумов, Известия РАН. Серия физическая 84(3), 351 (2020).
  41. Н. Л. Наумова, И. А. Васильева, И. С. Осадько, А. В. Наумов, Оптика и спектроскопия 98(4), 585 (2005).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук