Эффекты взаимодействия R- и Fe-мод магнитного резонанса в редкоземельных ферроборатах RFe$_3$(BO$_3)_4$

В субмиллиметровых спектрах пропускания (0.1–0.6 ТГц) монокристаллов ферроборатов-мультиферроиков RFe$_3$(BO$_3)_4$ обнаружены резонансные моды, обусловленные магнитными возбуждениями в обменно связанных подсистемах редкоземельных ионов (R = Nd$^{3+}$, Sm$^{3+}$, Gd$^{3+}$) и ионов Fe$^{3+}$. Выявлено сильное взаимодействие спиновых колебаний Fe- и R-подсистем, определяющее поведение мод в зависимости от анизотропии обменного расщепления основного дублета R-иона. Показано, что интенсивности связанных мод (вклады в магнитную проницаемость) сильно зависят от разности $g$-факторов Fe- и R-ионов, что позволяет определить знак $g$ последних. В частности, заметная интенсивность обменных (Nd) мод в NdFe$_3$(BO$_3)_4$ обусловлена “усилением” их вклада при $g^{\rm Nd}_{\perp,\parallel}<0$, тогда как в GdFe$_3$(BO$_3)_4$ с $g_{\rm Gd}\approx g_{\rm Fe}\approx2$ происходит компенсация Fe- и Gd-вкладов и обменной (Gd) моды не наблюдается. В SmFe$_3$(BO$_3)_4$, несмотря на слабое взаимодействие Sm-ионов с магнитным полем, обнаружены резонансные моды, связанные с возбуждением ионов Sm через Fe-подсистему.