Определение параметров спинового гамильтониана в дипольно-гейзенберговском магнетике LiGdF$_4$ методом ЭПР

Изучены низкотемпературные спектры электронного парамагнитного резонанса в монокристаллах LiY$_{1-x}$Gd$_x$F$_4$ с низкой $x=0.005$ и средней $x=0.05$ концентрацией ионов гадолиния. Моделирование экспериментальных спектров электронного парамагнитного резонанса позволило точно определить микроскопические параметры спинового гамильтониана исходного соединения LiGdF$_4$, в том числе константу обменного взаимодействия между ближайшими соседями. Полученные значения проверены путем сравнения анизотропной температуры Кюри–Вейсса, определенной для LiGdF$_4$ из наших измерений статической восприимчивости, с соответствующим теоретическим расчетом. Оказалось, что основные магнитные взаимодействия в LiGdF$_4$ практически уравновешивают друг друга, что является скрытой формой магнитной фрустрации, предположительно, приводящей к задержке магнитного упорядочения и усилению магнитокалорического эффекта при низких температурах.