Анизотропия g-фактора, определенная методом ЭПР, и магнитострикция монокристалла Cu$_2$MnBO$_5$ со структурой людвигита

Выполнено исследование электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и магнитотострикции монокристалла Cu$_2$MnBO$_5$. Спектр ЭПР состоит из одиночной лоренцевой линии, обусловленной обменно-связанной системой спинов ионов Cu$^{2+}$ и Mn$^{3+}$. Экспериментально установлено, что в парамагнитной области g-фактор проявляет сильную анизотропию и аномально низкое значение, не типичное для обменно-связанной системы спинов ионов Cu$^{2+}$ и Mn$^{3+}$. При температуре 150 К величина g-фактора вдоль кристаллографических осей $a$, $b$ и $c$ составляет 2.04, 1.96 и 1.87 соответственно. Такие низкие значения эффективного g-фактора могут быть обусловлены влиянием анизотропного обменного взаимодействия Дзялошинского–Мория, направленного вдоль оси $a$, между спинами ионов Cu$^{2+}$ и Mn$^{3+}$. Отсутствию центра инверсии способствует наличие двух Ян-Теллеровских ионов Cu$^{2+}$ и Mn$^{3+}$, занимающих четыре неэквивалентные позиции в кристалле. Обнаружено, что поведение магнитострикции Cu$_2$MnBO$_5$ не характерно для кристаллов переходных металлов, а более близко к поведению кристаллов, содержащих ионы редкоземельных элементов.