Магнитные и квадрупольные эффекты при кроссовере в сильном магнитном поле в редкоземельных тетрагональных соединениях

Обсуждаются аномалии магнитных и магнитоупругих свойств редкоземельных (РЗ) тетрагональных парамагнетиков со структурой циркона и шеелита, обусловленные взаимодействием уровней энергии (кроссовером) РЗ-иона в сильном магнитном поле до 400 кЭ. На примере HoPO$_4$ сравниваются особенности магнитных свойств для случая кроссовера со щелью и без щели в магнитном поле вдоль осей [100] и [110]. Аномалии линейной магнитострикции, обусловленные кроссовером в сильном магнитном поле, обсуждаются на примере DyPO$_4$. Показано, что расчеты в формализме кристаллического поля с использованием известных параметров взаимодействия и в предположении адиабатичности процесса намагничивания в импульсных полях дают адекватное описание магнитных и магнитоупругих аномалий и критических параметров кроссовера исследованных кристаллов. На примере HoVO$_4$ обсуждается аномальный магнитокалорический эффект вблизи кроссовера, при котором для начальной температуры $T_{\rm st}=4.2$ K кристалл при увеличении поля охлаждается до температур порядка 0.1 K. Отмечается, что скачкообразное изменение вклада квадрупольных взаимодействий в ряде кристаллов, обусловленное изменением квадрупольных моментов при кроссовере, можно рассматривать как аналог индуцированного квадрупольного перехода.