Структурный и электронные переходы в ферро-борате гадолиния GdFe$_3$(BO$_3)_4$ при высоких давлениях

В кристаллах ферро-бората гадолиния (GdFe$_3$(BO$_3$)$_4$ исследованы оптические свойства и кристаллическая структура под воздействием высоких давлений, создаваемых в камерах с алмазными наковальнями. Из данных по рентгеновской дифракции при давлении 25.6 ГПа обнаружен структурный фазовый переход первого рода с сохранением тригональной симметрии и со скачком объёма элементарной ячейки на 8%. Получено уравнение состояния и оценена сжимаемость кристалла в фазах до и после структурного перехода. Из оптических спектров обнаружено два электронных перехода при давлении $\sim26\,$ГПа и $\sim43\,$ГПа. При первом переходе оптическая щель испытывает скачкообразное падение от 3.1 эВ до величины порядка 2.25 эВ. При втором переходе при $P=43\,$ГПа, оптическая щель падает до значения $\sim0.7\,$эВ, демонстрируя переход типа диэлектрик – полупроводник. На основе теоретической модели, разработанной для кристалла FeBO$_3$, и с учетом некоторых структурных аналогий этих материалов предложено объяснение аномалий оптических спектров при высоких давлениях.