О магнитоэлектрических эффектах в ферроборате гадолиния GdFe$_3$(BO$_3)_4$

На основании проведенного исследования магнитоэлектрических взаимодействий в монокристалле ферробората гадолиния GdFe$_3$(BO$_3)_4$, макросимметрия которого характеризуется кристаллическим классом 32, экспериментально обнаружена и теоретически обоснована взаимосвязь происходящих в системе магнитного и электрического упорядочений. Проведено экспериментальное исследование электрической поляризации и магнитострикции этого материала, возникающих при индуцированных магнитным полем спин-переориентационных переходах. Построены фазовые $H{-}T$ диаграммы при $H\|c$ и $H\perp c$ и установлена строгая корреляция изменения магнитоэлектрических и магнитоупругих свойств при наблюдаемых фазовых переходах. Для интерпретации магнитоэлектрического поведения системы во всем интервале температур в рамках симметрийного подхода предложен механизм специфического неколлинеарного антисегнетоэлектрического упорядочения в точке структурного фазового перехода, обеспечивающего при понижении температуры до точки антиферромагнитного упорядочения сохранение кристаллического класса системы. Полученные выражения для магнитоэлектрической и магнитоупругой энергии позволяют удовлетворительно описать экспериментально обнаруженные особенности поведения ферробората гадолиния.