Orthoferrit

Orthoferrite sind eine Klasse chemischer Verbindungen mit der Formel RFeO₃, wobei R für ein oder mehrere Seltenerdelemente steht. Ortho steht für die orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pbnm (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/62.3. Die meisten Orthoferrite sind schwach ferromagnetisch.[1]

Das Subsystem der Eisenionen ist eigentlich schachbrettartig antiferromagnetisch geordnet mit Néel-Temperaturen T_N im Bereich 620 bis 740 K. Das Subsystem der Seltenerdionen ist oberhalb von 5 K paramagnetisch und erhält seine Magnetisierung nur durch Wechselwirkungen mit dem Eisen-Subsystem. Die Besonderheit der Orthoferrite ist nun eine antisymmetrische Austauschwechselwirkung, welche das Vektorprodukt von benachbarten Spins im Gegensatz zum üblichen Skalarprodukt beinhaltet. Ohne diese Wechselwirkung wären die Orthoferrite antiferromagnetisch (mit magn. Moment G). Die Wechselwirkung führt zu einem kleinen Verkanten der eigentlich antiparallel magnetisierten Spins im Eisen-Untergitter, was die Orthoferrite zu „schwachen“ Ferromagneten macht, mit $4\pi$ M_s = 100 G.

Des Weiteren ist interessant, dass einige dieser Verbindungen einen Phasenübergang zeigen, bei dem sich die Richtung der antiferromagnetisch geordneten Spins und folglich auch der Nettomagnetisierung um 90° dreht.

Anwendungen

Die Kombination hoher magnetischer Resonanzfrequenzen mit sehr großen magnetooptischen Effekten macht die Orthoferrite zu interessanten Objekten für das Studium der laserinduzierten Dynamik. Orthoferrite sind transparent und können die Polarisation eines Lichtstrahls unter der Steuerung eines Magnetfeldes ändern (Faraday-Rotation). Dadurch sind sie potentiell als optische Sensoren und Aktoren für den Einsatz in der optischen Kommunikation interessant.[2] Sie wurden auch als magnetisches Material in Magnetblasenspeichern verwendet.

Beispiele

Lanthan-Orthoferrit, LaFeO₃[3]
Dysprosium-Orthoferrit, DyFeO₃[4]

Einzelnachweise

„Orthoferrit“ Oxford English Dictionary, Draft Revision März 2008.
Yuri S. Didosyan et al.: Sensors and actuators on orthoferrites. Proceedings of IEEE Sensors 2004, doi:10.1109/ICSENS.2004.1426350.
Benedict Ita et al.: Magnetic properties of lanthanum orthoferrite fine powders prepared by different chemical routes. Journal of Chemical Sciences 115, 2003, S. 519–524, doi:10.1007/BF02708243.
A. Maziewski, R. Szymczak: Visual observation of phase domains in dysprosium orthoferrite. Journal of Physics D: Applied Physics 10, 1977, S. L37–L38, doi:10.1088/0022-3727/10/4/003.

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[1] „Orthoferrit“ Oxford English Dictionary, Draft Revision März 2008.

[2] Yuri S. Didosyan et al.: Sensors and actuators on orthoferrites. Proceedings of IEEE Sensors 2004, doi:10.1109/ICSENS.2004.1426350.

[3] Benedict Ita et al.: Magnetic properties of lanthanum orthoferrite fine powders prepared by different chemical routes. Journal of Chemical Sciences 115, 2003, S. 519–524, doi:10.1007/BF02708243.

[4] A. Maziewski, R. Szymczak: Visual observation of phase domains in dysprosium orthoferrite. Journal of Physics D: Applied Physics 10, 1977, S. L37–L38, doi:10.1088/0022-3727/10/4/003.