Магнитоэлектрический эффект в алюмоборате иттербия YbAl$_3($BO$_3)_4$

Исследованы анизотропные магнитоэлектрические свойства монокристалла алюмобората YbAl$_3($BO$_3)_4$, обладающего нецентросимметричной кристаллической структурой (пространственная группа R32), включая ориентационные, полевые и температурные зависимости поляризации в полях до 5 Т и температурах 2–300 К. Впервые экспериментально показано, что симметрия наблюдаемых магнитоэлектрических эффектов полностью соответствует тригональной структуре кристалла и характеризуется двумя квадратичными магнитоэлектрическими константами. Поляризация в базисной плоскости P$_{\text{a, b}}$ квадратично зависит от поля при небольших полях и достигает 250–300 мкКл/м$^2$ при 2 К в поле 5 Т, что почти на порядок превосходит сообщавшееся ранее значение. Предложена теоретическая модель на основе спин-гамильтониана основного крамерсовского дублета ионов Yb$^{3+}$ в кристаллическом поле с учетом допускаемых симметрией магнитоэлектрических взаимодействий, которая позволила количественно описать все наблюдаемые магнитные и магнитоэлектрические свойства YbAl$_3($BO$_3)_4$.