Обнаружение электрической поляризации в монокристаллах Gd$_{1-x}$Sr$_x$MnO$_3$ ($x=0.5, 0.6, 0.7$)

В монокристаллах Gd$_{1-x}$Sr$_x$MnO$_3$ ($x=0.5, 0.6, 0.7$) обнаружено изменение электрической поляризации ($\Delta P\sim100\,$мкКл/м$^2$) при подавлении магнитным полем зарядово-упорядоченного спин-стекольного состояния и переходе в ферромагнитную проводящую фазу ($H_{\rm cr}\sim100\,$кЭ при 4.5 К). Переход сопровождается также скачком намагниченности и магнитострикции. Зависимость знака индуцированной поляризации от полярности электрического поля, в котором происходило предварительное охлаждение образца, свидетельствует о существовании в системе спонтанной электрической поляризации. Эффект является максимальным при $x=0.5$ и уменьшается более чем на порядок с ростом $x$ до 0.7. Обнаруженное явление может быть связано с предсказанными недавно (Nature materials 3, 853 (2004)) новыми нецентросимметричными структурами в манганитах ($x\sim0.5$), обладающими электрическим дипольным моментом, в которых при зарядовом и орбитальном упорядочении $e_g$ электроны локализуются не на одном из ионов марганца, а распределены между соседними ионами, образуя упорядоченную димерную структуру.