Влияние синглетного основного состояния иона $\mathrm{Pr}^{3+}$ на магнитные и магнитоэлектрические свойства мультиферроика $\mathrm{PrFe}_3(\mathrm{BO}_3)_4$

Проведено комплексное экспериментальное и теоретическое исследования магнитных, магнитоэлектрических и магнитоупругих свойств и индуцированных магнитным полем фазовых переходов в монокристалле $\mathrm{PrFe}_3(\mathrm{BO}_3)_4$, основное состояние редкоземельного иона в котором, в отличие от других раннее изученных ферроборатов, является синглетным. Установлено, что ниже $T_N=32$ K магнитная структура в отсутствии магнитного поля является одноосной $({\mathbf l}\|c)$ и при приложении большого магнитного поля ${\mathbf H}\|{\mathbf c}$ ($H_{cr}\sim43$ кЭ при температуре 4.2 К) возникает переориентация спинов $\mathrm{Fe}^{3+}$ к базисной плоскости, сопровождаемая аномалиями намагниченности, магнитострикции и электрической поляризации. По значениям пороговых полей, определенных в температурном интервале 2–32 К, построена фазовая H–T-диаграмма. Определен вклад основного состояния иона $\mathrm{Pr}^{3+}$ в актуальные параметры и проанализировано влияние иона празеодима на магнитные и магнитоэлектрические свойства ферробората празеодима.