Магнитодиэлектрический эффект в серии монокристаллов Pb$_2$Fe$_{2-x}$Mn$_x$Ge$_2$O$_9$ ($x$ = 0–0.4)

Исследован магнитодиэлектрический отклик в серии кристаллов Pb$_2$Fe$_{2-x}$Mn$_x$Ge$_2$O$_9$, с замещением $x$ от 0 до 0.43. Результаты исследований показали, что увеличение $x$ приводит к смене ориентации вектора антиферромагнетизма в нулевом магнитном поле. Приложение внешнего магнитного поля приводит к спин-флоп- и спин-переориентационным магнитным переходам, которые сопровождаются аномалиями в поведении диэлектрической проницаемости. При замещении ионов Fe$^{3+}$ ионами Mn$^{3+}$ изменяется реакция магнитной подсистемы на внешнее магнитное поле, что закономерно отражается и в изменении магнитодиэлектрического отклика. Диэлектрическая проницаемость ступенчато изменяется при переходе магнитной подсистемы в состояние с ненулевым вектором слабоферромагнитного момента, либо же при изменении его величины и ориентации вследствие спин-флоп-перехода. Последнее говорит в пользу того, что резкое изменение поляризуемости является следствием изменения вклада обменной энергии, а также вклада члена Дзялошинского–Мориа, ввиду изменения угла скоса между двумя взаимодействующими магнитными моментами.