alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейсalternative-607Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ТЕХНОЛОГИИ, УСТРОЙСТВА И ИХ ВНЕДРЕНИЕ, НАНОТЕХНОЛОГИИINNOVATION SOLUTIONS, TECHNOLOGIES, FACILITIES AND THEIR INNOVATION, NANOTECHNOLOGYУвеличение магнитного отклика в BiFeO3Isncrease of magnetic response in BiFeO3КамынинАлексей АлександровичKamyninAleksey Aleksandrovichs_gridnev@mail.ru; silentcurve@gmail.comГридневСтанислав АлександровичGridnevStanislav Aleksandrovichs_gridnev@mail.ru; silentcurve@gmail.comВоронежский государственный технический университетРоссияVoronezh State Technical UniversityRussian Federation201423062016187790Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/607

В данной обзорной статье рассмотрены некоторые из результатов по легированию объемного BiFeO3 ионами металлов переходной группы, редкоземельными и щелочными ионами. Выделена взаимосвязь появления структурных искажений и возникновения объемного магнитного момента как следствие частичного или полного подавления спин-модулированной структуры.

The review article considerates some of the results of doping of bulk BiFeO3 by ions of transition metals, rare earth and alkali ions. The relationship of structural distortions and arising of volume magnetic moment as a consequence partial or complete suppression of spin-modulated structure has been shown.

магнитоэлектрический эффектпетли магнитного гистерезисамультиферроикферрит висмутатвердый растворпространственно спин-модулированная структураструктурные искаженияmagnetoelectric effectmagnetic hysteresis loopsmultiferroicbismuth ferritesolid solutionsspatially modulated spin structurestructural distortionsReferencesRado G.T., Ferrari J.M., Maish W.G. Magnetoelectric susceptibility and magnetic symmetry of magnetoelectrically annealed TbPO4 // Phys. Rev. B. 1984. Vol. 29. P. 4041-4048.Rado G.T., Ferrari J.M., Maish W.G. Magnetoelectric susceptibility and magnetic symmetry of magnetoelectrically annealed TbPO4 // Phys. Rev. B. 1984. Vol. 29. P. 4041-4048.Nenert G., Palstra T.T.M. Magnetic and magnetoelectric properties of Ho2BaNiO5 // Phys. Rev. B. 2007. Vol. 76. P. 024415-024420.Nenert G., Palstra T.T.M. Magnetic and magnetoelectric properties of Ho2BaNiO5 // Phys. Rev. B. 2007. Vol. 76. P. 024415-024420.Гриднев С.А., Калинин Ю.Е., Калгин А.В., Григорьев Е.С. Особенности прямого магнитоэлектрического эффекта в двухслойных композитах Tb0,12Dy0,2Fe0,68 - PbZr0,53Ti0,47O3 // Изв. РАН. Сер. Физ. 2013. Т. 77. С. 1134-1137.Гриднев С.А., Калинин Ю.Е., Калгин А.В., Григорьев Е.С. Особенности прямого магнитоэлектрического эффекта в двухслойных композитах Tb0,12Dy0,2Fe0,68 - PbZr0,53Ti0,47O3 // Изв. РАН. Сер. Физ. 2013. Т. 77. С. 1134-1137.Пятаков А.П., Звездин А.К. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики // УФН. 2012. Т. 182. С. 593-620.Пятаков А.П., Звездин А.К. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики // УФН. 2012. Т. 182. С. 593-620.Плахтий В.П., Мальцев Е.И., Каминкер Д.М. Нейтронографическое исследование некоторых соединений со структурой перовскита // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1964. Т. 28, № 3. С. 436-439.Плахтий В.П., Мальцев Е.И., Каминкер Д.М. Нейтронографическое исследование некоторых соединений со структурой перовскита // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1964. Т. 28, № 3. С. 436-439.Sosnowska I., Peterlin-Neumaier T., Steichele E.J. Spiral magnetic ordering in bismuth ferrite // J. Phys. C. 1982. Vol. 15. P. 4835-4846.Sosnowska I., Peterlin-Neumaier T., Steichele E.J. Spiral magnetic ordering in bismuth ferrite // J. Phys. C. 1982. Vol. 15. P. 4835-4846.Sosnowska I., Zvezdin A. K. Origin of the long period magnetic ordering in BiFeO3 // J. of Magn. Magn. Mater. 1995. Vol. 140-144. P. 167-168.Sosnowska I., Zvezdin A. K. Origin of the long period magnetic ordering in BiFeO3 // J. of Magn. Magn. Mater. 1995. Vol. 140-144. P. 167-168.Попов. Ю.Ф., Кадовцева А.М., Кротов С.С., Белов Д.В., Воробьев Г.П., Махов П.Н., Звездин А.К. Особенности магнитоэлектрических свойств BiFeO3 в сильных магнитных полях // ФНТ. 2001. Т. 27. С. 649-651.Попов. Ю.Ф., Кадовцева А.М., Кротов С.С., Белов Д.В., Воробьев Г.П., Махов П.Н., Звездин А.К. Особенности магнитоэлектрических свойств BiFeO3 в сильных магнитных полях // ФНТ. 2001. Т. 27. С. 649-651.Покатилов В.С., Покатилов В.В., Сигов А.С. Локальные состояния ионов железа в мультиферрои- ках Bi1-xLaxFeO3 // ФТТ. 2009. Т. 51. С. 518-524.Покатилов В.С., Покатилов В.В., Сигов А.С. Локальные состояния ионов железа в мультиферрои- ках Bi1-xLaxFeO3 // ФТТ. 2009. Т. 51. С. 518-524.Zhang S.-T., Zhang Y., Lu M.-H., Du C.-L., Chen Y.-F., Liu Z.-G., Zhu Y.-Y., Ming N.-B. Substitution-induced phase transition and enhanced multiferroic properties of Bi1-xLaxFeO3 ceramics // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 162901-162903.Zhang S.-T., Zhang Y., Lu M.-H., Du C.-L., Chen Y.-F., Liu Z.-G., Zhu Y.-Y., Ming N.-B. Substitution-induced phase transition and enhanced multiferroic properties of Bi1-xLaxFeO3 ceramics // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 162901-162903.Карпинский Д.В., Троянчук И.О., Мантыцкая O. С., Чобот Г.М., Сиколенко В.В., Ефимов В., Tovar M. Магнитные и пьезоэлектрические свойства системы Bij-xLaxFeO3 вблизи перехода из полярной в антиполярную фазу // ФТТ. 2014. Т. 56. С. 673-678.Карпинский Д.В., Троянчук И.О., Мантыцкая O. С., Чобот Г.М., Сиколенко В.В., Ефимов В., Tovar M. Магнитные и пьезоэлектрические свойства системы Bij-xLaxFeO3 вблизи перехода из полярной в антиполярную фазу // ФТТ. 2014. Т. 56. С. 673-678.Troyanchuk I.O., Karpinsky D.V., Bushinsky M.V., Khomchenko V.A., Kakazei G.N., Araujo J.P., Tovar M., Sikolenko V., Efimov V., Kholkin A.L. Isothermal structural transitions, magnetization and large piezoelectric response in Bii-xLaxFeO3 // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83. P. 054109-054115.Troyanchuk I.O., Karpinsky D.V., Bushinsky M.V., Khomchenko V.A., Kakazei G.N., Araujo J.P., Tovar M., Sikolenko V., Efimov V., Kholkin A.L. Isothermal structural transitions, magnetization and large piezoelectric response in Bii-xLaxFeO3 // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83. P. 054109-054115.Zalesskii A.V., Frolov A.A., Khimich T.A., Bush A. A. Composition-induced transition of spin-modulated structure into a uniform antiferromagnetic state in a BiJ- xLaxFeO3 system studied using 57Fe NMR // Phys. Solid State. 2003. Vol. 45. P. 141-145.Zalesskii A.V., Frolov A.A., Khimich T.A., Bush A. A. Composition-induced transition of spin-modulated structure into a uniform antiferromagnetic state in a BiJ- xLaxFeO3 system studied using 57Fe NMR // Phys. Solid State. 2003. Vol. 45. P. 141-145.Zhai L., Shi Y.G., Gao J.L., Tang S.L., Du Y.W. Multiferroic properties of single-crystalline u Bi08La0,2FeO3 microsized particles synthesized by molten salt method // Ceramics International. 2011. Vol. 37. P. 3687-3690.Zhai L., Shi Y.G., Gao J.L., Tang S.L., Du Y.W. Multiferroic properties of single-crystalline u Bi08La0,2FeO3 microsized particles synthesized by molten salt method // Ceramics International. 2011. Vol. 37. P. 3687-3690.Вербенко И.А., Алешин В.А., Кубрин С.П., Сарычев Д.А., Резниченко Л.А., Амиров А.А., Батда- лов А.Б. Зеренное строение, Мессбауэровский эффект, диэлектрические и магнитодиэлектрические свойства керамик системы Bii-xLaxFeO3 // ФП, упор. сост. и нов. мат. 2010. С. 1-7.Вербенко И.А., Алешин В.А., Кубрин С.П., Сарычев Д.А., Резниченко Л.А., Амиров А.А., Батда- лов А.Б. Зеренное строение, Мессбауэровский эффект, диэлектрические и магнитодиэлектрические свойства керамик системы Bii-xLaxFeO3 // ФП, упор. сост. и нов. мат. 2010. С. 1-7.Maurya D., Thota H., Garg A., Pandey B., Chand P. , Verma H. C. Magnetic studies of multiferroic Bii-xSmxFeO3 ceramics synthesized by mechanical activation assisted processes // J. Phys. Cond. Mat. 2009. Vol. 21. P. 026007-02613. ОMaurya D., Thota H., Garg A., Pandey B., Chand P. , Verma H. C. Magnetic studies of multiferroic Bii-xSmxFeO3 ceramics synthesized by mechanical activation assisted processes // J. Phys. Cond. Mat. 2009. Vol. 21. P. 026007-02613. ОKhomchenko V.A., Pereira L.C.J., Paixao J.A. Substitution-driven structural and magnetic phase transition in Bi086(La,Sm)0,i4FeO3 system // J. Phys. D. Appl. Phys. 2011. Vol. 44. P. 185406-18511.Khomchenko V.A., Pereira L.C.J., Paixao J.A. Substitution-driven structural and magnetic phase transition in Bi086(La,Sm)0,i4FeO3 system // J. Phys. D. Appl. Phys. 2011. Vol. 44. P. 185406-18511.Khomchenko V.A., Troyanchuk I.O., Kovetskaya M.I., Kopcewicz M., Paixao J.A. Effect of Mn substitution on crystal structure and magnetic properties of Bii-xPrxFeO3 multiferroics // J. Phys. D. Appl. Phys. 2012. Vol. 45. P. 045302-045307.Khomchenko V.A., Troyanchuk I.O., Kovetskaya M.I., Kopcewicz M., Paixao J.A. Effect of Mn substitution on crystal structure and magnetic properties of Bii-xPrxFeO3 multiferroics // J. Phys. D. Appl. Phys. 2012. Vol. 45. P. 045302-045307.Uniyal P., Yadav K.L. Observation of the room temperature magnetoelectric effect in Dy doped BiFeO3 // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. Vol. 21. P. 012205012209.Uniyal P., Yadav K.L. Observation of the room temperature magnetoelectric effect in Dy doped BiFeO3 // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. Vol. 21. P. 012205012209.Cheng Z.X., Wang X.L., Du Y., Dou S.X. A way to enhance the magnetic moment of multiferroics bismuth ferrite // J. Phys. D. Appl. Phys. 2010. Vol. 43. P. 242001-242006.Cheng Z.X., Wang X.L., Du Y., Dou S.X. A way to enhance the magnetic moment of multiferroics bismuth ferrite // J. Phys. D. Appl. Phys. 2010. Vol. 43. P. 242001-242006.Itoh N., Shimura T., Sakamoto W., Yogo T. Fabrication and characterization of BiFeO3-BaTiO3 ceramics by solid state reaction // Ferroelectrics. 2007. Vol. 356. P. 19-23.Itoh N., Shimura T., Sakamoto W., Yogo T. Fabrication and characterization of BiFeO3-BaTiO3 ceramics by solid state reaction // Ferroelectrics. 2007. Vol. 356. P. 19-23.Ismailzade I.H., Ismailov R.M., Alekberov A.I., Salaev F.M. Investigation of the magnetoelectric (ME)H effect in solid solutions of the system BiFeO3-BaTiO3 and BiFeO3-PbTiO3 // Phys. Stat. Sol. (a). 1981. Vol. 68. P. K81-K85.Ismailzade I.H., Ismailov R.M., Alekberov A.I., Salaev F.M. Investigation of the magnetoelectric (ME)H effect in solid solutions of the system BiFeO3-BaTiO3 and BiFeO3-PbTiO3 // Phys. Stat. Sol. (a). 1981. Vol. 68. P. K81-K85.Kumar M.H., Srinath S., Kumar G.S., Suryanarayana S.V. Spontaneous magnetic moment in BiFeO3-BaTiO3 solid solutions at low temperatures // J. Magn. Magn. Mater. 1998. Vol. 188. P. 203.-212.Kumar M.H., Srinath S., Kumar G.S., Suryanarayana S.V. Spontaneous magnetic moment in BiFeO3-BaTiO3 solid solutions at low temperatures // J. Magn. Magn. Mater. 1998. Vol. 188. P. 203.-212.Gehring G.A. On the microscopic theory of the magnetoelectric effect // Ferroelectrics. 1994. Vol. 161. P. 275-285.Gehring G.A. On the microscopic theory of the magnetoelectric effect // Ferroelectrics. 1994. Vol. 161. P. 275-285.Chandarak S., Pojprapai S., Srilomsak S., Jantaratana P., Rujirawat S., Yimnirun R. Magnetoelectric Properties of Cu- and Mn- Doped 0,75BiFeO3-0,25BaTiO3 multiferroic ceramics // Ferroelectrics. 2011. Vol. 419. P. 70-75.Chandarak S., Pojprapai S., Srilomsak S., Jantaratana P., Rujirawat S., Yimnirun R. Magnetoelectric Properties of Cu- and Mn- Doped 0,75BiFeO3-0,25BaTiO3 multiferroic ceramics // Ferroelectrics. 2011. Vol. 419. P. 70-75.Comyn T.P., Stevenson T., Al-Jawad M., Turner S.L., Smith R.I., Marshall W.G., Bell A.J., Cywinski R. Phase-specific magnetic ordering in BiFeO3-PbTiO3 // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. P. 232901-23903.Comyn T.P., Stevenson T., Al-Jawad M., Turner S.L., Smith R.I., Marshall W.G., Bell A.J., Cywinski R. Phase-specific magnetic ordering in BiFeO3-PbTiO3 // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. P. 232901-23903.Khomchenko V.A., Shvartsman V.V., Borisov P., Kleemann W., Kiselev D.A., Bdikin I.K., Vieira J.M., Kholkin A.L. Crystal structure and magnetic properties £ of Bi08(Gd1-xBax)0,2FeO3 (x = 0,0.5,1) multiferroics // J. Phys. D. Appl. Phys. 2009. Vol. 42. P. 045418-045423.Khomchenko V.A., Shvartsman V.V., Borisov P., Kleemann W., Kiselev D.A., Bdikin I.K., Vieira J.M., Kholkin A.L. Crystal structure and magnetic properties £ of Bi08(Gd1-xBax)0,2FeO3 (x = 0,0.5,1) multiferroics // J. Phys. D. Appl. Phys. 2009. Vol. 42. P. 045418-045423.Srinivas A., Boey F., Sritharan T., Kim D.W., Hong K.S., Suryanarayana S.V. Study of piezoelectric, magnetic and magnetoelectric measurements on SrBi3Nb2FeO12 ceramic // Cer. Int. 2004. Vol. 30. P. 1431-1433.Srinivas A., Boey F., Sritharan T., Kim D.W., Hong K.S., Suryanarayana S.V. Study of piezoelectric, magnetic and magnetoelectric measurements on SrBi3Nb2FeO12 ceramic // Cer. Int. 2004. Vol. 30. P. 1431-1433.Гриднев С.А., Камынин А.А. Поляризационный шум типа 1/f в области размытого фазового перехода в сегнетоэлектрике PbFeo,5Nb0,5O3 // Изв. РАН. Сер. физ., 2011. Т. 75. С. 1456-1459. ’Гриднев С.А., Камынин А.А. Поляризационный шум типа 1/f в области размытого фазового перехода в сегнетоэлектрике PbFeo,5Nb0,5O3 // Изв. РАН. Сер. физ., 2011. Т. 75. С. 1456-1459. ’Yang Y., Zhang S.T., Huang H.B., Chen Y.F., Liu Z.G., Liu J.-M. Microstructural characterizations of О ferroelectromagnet lead iron niobate crystals // Mater. Lett. 2005. Vol. 59. P. 1767-1770.Yang Y., Zhang S.T., Huang H.B., Chen Y.F., Liu Z.G., Liu J.-M. Microstructural characterizations of О ferroelectromagnet lead iron niobate crystals // Mater. Lett. 2005. Vol. 59. P. 1767-1770.Blinc R., Cevc P., Zorko A., Holc J., Kosec M., Trontelj Z., Pirnat J., Dalal N., Ramachandran V., Krzystek J. Electron paramagnetic resonance of magnetoelectric Pb(Fe1/2Nb12)O3 // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101. P. 033901-033905.Blinc R., Cevc P., Zorko A., Holc J., Kosec M., Trontelj Z., Pirnat J., Dalal N., Ramachandran V., Krzystek J. Electron paramagnetic resonance of magnetoelectric Pb(Fe1/2Nb12)O3 // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101. P. 033901-033905.Троянчук И.О., Бушинский М.В., Чобот А.Н., Мантыцкая О.С., Пушкарев Н.В., Шимчак Р. Кристаллоструктурные и магнитные фазовые превращения в твердых растворах BiFeO3-AFe0,5Nb0,5O3 (A = Ca,Sr,Ba,Pb) // ЖЭТФ. 2008. Т. 134. С. 291-297.Троянчук И.О., Бушинский М.В., Чобот А.Н., Мантыцкая О.С., Пушкарев Н.В., Шимчак Р. Кристаллоструктурные и магнитные фазовые превращения в твердых растворах BiFeO3-AFe0,5Nb0,5O3 (A = Ca,Sr,Ba,Pb) // ЖЭТФ. 2008. Т. 134. С. 291-297.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.