High-field electron spin resonance (ESR) has been employed to study the antiferromagnetic (AFM) ordering state (T < TN = 55 K) of spin-chain multiferroic Gd2BaNiO5. The spin reorientation at TSR = 24 K is well characterized by the temperature-dependent ESR spectra. The magnetization data evidence a field-induced spin-flop transition at 2 K. The frequency-field relationship of the ESR data can be explained by conventional AFM resonance theory with uniaxial anisotropy, in good agreement with magnetization data. Related discussion on zero-field spin gap is presented.

1.
J.
Darriet
and
L. P.
Regnault
,
Solid State Commun.
86
,
409
(
1993
).
2.
A.
Zheludev
,
S.
Maslov
,
T.
Yokoo
,
S.
Raymond
,
S. E.
Nagler
, and
J.
Akimitsu
,
J. Phys.: Condens. Matter
13
,
R525
(
2001
).
3.
J.
van Lierop
,
C. J.
Voyer
,
T. N.
Shendruk
,
D. H.
Ryan
,
J. M.
Cadogan
, and
L.
Cranswick
,
Phys. Rev. B
73
,
174407
(
2006
).
4.
K.
Kordonis
,
A. V.
Sologubenko
,
T.
Lorenz
,
S.-W.
Cheong
, and
A.
Freimuth
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
115901
(
2006
).
5.
G.
Nénert
and
T. T. M.
Palstra
,
Phys. Rev. B
76
,
024415
(
2007
).
6.
K.
Singh
,
T.
Basu
,
S.
Chowki
,
N.
Mahapotra
,
K. K.
Iyer
,
P. L.
Paulose
, and
E. V.
Sampathkumaran
,
Phys. Rev. B
88
,
094438
(
2013
).
7.
T.
Basu
,
V. V.
Ravi Kishore
,
S.
Gohil
,
K.
Singh
,
N.
Mohapatra
,
S.
Bhattacharjee
,
B.
Gonde
,
N. P.
Lalla
,
P.
Mahadevan
,
S.
Ghosh
, and
E. V.
Sampathkumaran
,
Sci. Rep.
4
,
5636
(
2014
).
8.
E.
García-Matres
,
J. L.
Martínez
,
J.
Rodríguez-Carvajal
,
J. A.
Alonso
,
A.
Salinas-Sánchez
, and
R.
Sáez-Puche
,
J. Solid State Chem.
103
,
322
(
1993
).
9.
G. Y.
Xu
,
J. F.
DiTusa
,
T.
Ito
,
K.
Oka
,
H.
Takagi
,
C.
Broholm
, and
G.
Aeppli
,
Phys. Rev. B
54
,
R6827(R)
(
1996
).
10.
M.
Kenzelmann
,
G.
Xu
,
I. A.
Zaliznyak
,
C.
Broholm
,
J. F.
DiTusa
,
G.
Aeppli
,
T.
Ito
,
K.
Oka
, and
H.
Takagi
,
Phys. Rev. Lett.
90
,
087202
(
2003
).
11.
J.
Das
,
A. V.
Mahajan
,
J.
Bobroff
,
H.
Alloul
,
F.
Alet
, and
E. S.
Sørensen
,
Phys. Rev. B
69
,
144404
(
2004
).
12.
M.
Yoshida
,
K.
Shiraki
,
S.
Okubo
,
H.
Ohta
,
T.
Ito
,
H.
Takagi
,
M.
Kaburagi
, and
Y.
Ajiro
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
117202
(
2005
).
13.
T.
Ito
and
H.
Takagi
,
Phys. Rev. B
82
,
100407
(
2010
).
14.
E.
García-Matres
,
J. L.
García-Muñoz
,
J. L.
Martínez
, and
J.
Rodríguez-Carvajal
,
J. Magn. Magn. Mater.
149
,
363
(
1995
).
15.
S.
Maslov
and
A.
Zheludev
,
Phys. Rev. B
57
,
68
(
1998
).
16.
A.
Zheludev
,
J. M.
Tranquada
,
T.
Vogt
, and
D. J.
Buttrey
,
Phys. Rev. B
54
,
7210
(
1996
).
17.
S.
Okubo
,
H.
Ohta
,
M.
Hayashi
,
T.
Yamada
,
H.
Nojiri
,
T.
Sakon
,
M.
Motokawa
,
I.
Mogi
,
K.
Watanabe
,
H.
Kikuchi
,
H.
Nagasawa
, and
N.
Kitamura
,
Phys. Status Solidi B
215
,
1099
(
1999
).
18.
S.
Okubo
,
H.
Ohta
,
M.
Hayashi
,
H.
Kikuchi
,
M.
Motokawa
, and
H.
Nagasawa
,
Physica B
246–247
,
219
(
1998
);
S.
Okubo
,
T.
Yamada
,
H.
Ohta
,
T.
Yokoo
,
J.
Akimitsu
,
H.
Nojiri
, and
M.
Motokawa
,
Physica B
294–295
,
51
(
2001
).
19.
S.
Chowki
,
T.
Basu
,
K.
Singh
,
N.
Mohapatra
, and
E. V.
Sampathkumaran
,
J. Appl. Phys.
115
,
214107
(
2014
).
20.
M. N.
Popova
,
I. V.
Paukov
,
Yu. A.
Hadjiiskii
, and
B. V.
Mill
,
Phys. Lett. A
203
,
412
(
1995
).
21.
G. A.
Stewart
,
S. J.
Harker
,
M.
Strecker
, and
G.
Wortmann
,
Phys. Rev. B
61
,
6220
(
2000
).
22.
A.
Butera
,
M. T.
Causa
,
M.
Tovar
,
S. B.
Oseroff
, and
S.-W.
Cheong
,
J. Magn. Magn. Mater.
140–144
,
1681
(
1995
).
23.
Y. M.
Guo
,
Z. W.
Ouyang
,
M. Y.
Ruan
,
J. J.
Cheng
,
Y. C.
Sun
,
Z. C.
Xia
, and
G. H.
Rao
,
J. Alloys Compd.
619
,
200
(
2015
).
24.
E. A.
Popova
,
R.
Klingeler
,
N.
Tristan
,
B.
Büchner
, and
A. N.
Vasiliev
,
Phys. Rev. B
85
,
174402
(
2012
).
25.
H.
Ohta
,
N.
Yamauchi
,
T.
Nanba
,
M.
Motokawa
,
S.
Kawamata
, and
K.
Okuda
,
J. Phys. Soc. Jpn.
62
,
785
(
1993
).
26.
E. A.
Turov
, in
Physical Properties of Magnetically Ordered Crystals
, edited by
A.
Tybulewicz
and
S.
Chomet
(
Academic
,
New York
,
1965
).
You do not currently have access to this content.