Static and dynamic magnetoelectric coupling in multiferroics

Abstract

Titul: Statická a dynamická magnetoelektrická vazba v multiferroice Autor: André Maia Ústav: Oddělení dielektrika, Fyzikální ústav AV ČR, Na Slovance 2, 182 21, Prague 8 Vedoucí disertační práce: RNDr. Stanislav Kamba, CSc., DSc. Abstraktní: Tato práce zkoumá multiferoické vlastnosti a magnetoelektrickou vazbu v různých sloučeninách. První studie zkoumá BiMn3Cr4O12, kde feroelektrický přechod indukuje antiferomagnetickou fázi. Feroelektrická kritická teplota odpovídá teplotě Néel, pod kterou spiny Cr3+ vykazují antiferomagnetický řád typu G, a zvýšení feroelektrické polarizace je pozorováno při druhé teplotě Néel spinů Mn3+ , což ukazuje na zvýšenou magnetoelektrickou vazbu. Ve druhé studii se zaměřujeme na keramiku BiMn7O12, která odhaluje dva strukturální fázové přechody nad pokojovou teplotou související s feroelektřinou. Dielektrické anomálie a Ramanova spektroskopie podporují přítomnost statické magnetoelektrické vazby při nízkoteplotních magnetických fázových přechodech. Třetí studie zkoumá účinky substituce Mn3+ Fe3+ v TbMnO3. Jsou pozorovány různé mechanismy pro statickou a dynamickou magnetoelektrickou vazbu, spolu s excitacemi elektromagnonového a krystalového pole spřažených s polárními fonony. Je zkoumána korelace mezi statickou magnetoelektrickou vazbou a magnetickou strukturou v...

Title: Static and Dynamic Magnetoelectric Coupling in Multiferroics Author: André Maia Institute: Department of Dielectrics, Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Na Slovance 2, 182 21, Prague 8 Supervisor of the doctoral thesis: RNDr. Stanislav Kamba, CSc., DSc. Abstract: This thesis explores the multiferroic properties and magnetoelectric coupling in different compounds. The first study investigates BiMn3Cr4O12, where the ferroelectric transition induces an antiferromagnetic phase. The ferroelectric critical temperature corresponds to the Néel temperature below which the Cr3+ spins exhibit G-type antiferromagnetic order, and an increase in ferroelectric polarization is observed at the second Néel temperature of the Mn3+ spins, indicating enhanced magnetoelectric coupling. In the second study, the focus is on BiMn7O12 ceramics, revealing two structural phase transitions above room temperature related to ferroelectricity. Dielectric anomalies and Raman spectroscopy support the presence of static magnetoelectric coupling at the low-temperature magnetic phase transitions. The third study examines the effects of Mn3+ substitution with Fe3+ in TbMnO3. Different mechanisms for static and dynamic magnetoelectric coupling are observed, along with electromagnon and crystal-field excitations coupled...