Введение
Современное развитие микро- и оптоэлектроники требует создания новых материалов с широким диапазоном физических свойств. Актуальной является задача синтезирования и исследования веществ с повышенным взаимодействием магнитной и электрической подсистем, позволяющих создавать устройства на их основе, обладающие принципиально новыми функциональными возможностями. Большое место в физике конденсированного состояния занимают исследования взаимодействия различных подсистем твердого тела друг с другом. В последнее время резко возрос интерес к материалам, демонстрирующим одновременное существование электрического и магнитного упорядочения.
Существует всего лишь несколько однофазных материалов, которые одновременно обладают сильными электрическими и магнитными свойствами. Композиты, содержащие как электрические, так и магнитные материалы, могут быть изготовлены, но это достаточно трудная задача, поскольку для этого оба типа материалов должны иметь совместимые структуры решеток и эффективно взаимодействовать друг с другом. Перспективными исходными компонентами, используемыми для получения таких материалов, являются сильномагнитные ионные кристаллы со структурой перовскита.
Сведения о температурных и частотных зависимостях диэлектрических свойств перовскитов позволяют получить представление о значениях вкладов в диэлектрическую проницаемость, связанных с упругими смещениями атомных электронов и упругими колебаниями ионов около положения равновесия. Они дают возможность строить полуэмпирические модели расчётов соответствующих величин на основании заданного состава кристаллов и электронной структуры атомов. Постановка и решение подобного рода задачи представляются актуальными и имеющими важное практическое значение, в частности, при синтезе новых материалов с заданными свойствами. Несомненный интерес представляет решение задач физики прозрачности магнитных оксидов, теории взаимодействия их магнитной и электронной подсистем, а также изучение механизмов формирования диэлектрического отклика для различных частотных диапазонов.
Взаимодействие между магнитными и диэлектрическими свойствами - интригующий предмет, который был уже обсужден Пьером Кюри в 1894 году. Так, магнитоэлектрические эффекты были предметом обширных исследований в течение 1960-ых. Позже, способность управлять диэлектрическими свойствами через магнитное поле и наоборот возобновила интерес к этим материалам.
Связь между электрическими и магнитными свойствами особенно интересна в перовскитных материалах, которые представляют одновременно два из трёх типов упорядочений: магнитного, электрического и механического. Сегнетоэлектрические и антиферромагнитные свойства BiFeO3 (BFO) были известны в течение долгого времени, и возможность создания устройств, работающих при комнатной температуре, дала новый взрыв ферриту висмута. Сосуществование сегнетоэлектричества и антиферромагнетизма при комнатной температуре делает BFO одним из самых интересных мультиферроиков (класс кристаллических твердых тел, в которых сосуществуют хотя бы два из трех параметров порядка: магнитного, электрического или механического).
Цели работы:
1) Исследование оптических и дифференциальных свойств мультиферроиков, а также изучение решёточных оптических спектров кристаллов со структурой перовскита.
При этом решались следующие задачи:
1. Обработка спектров коэффициента отражения и восстановление диэлектрических функций феррита висмута;
2. Моделирование коэффициента отражения феррита висмута.