Дослідження ефектів магнітопружного зв"язку в квантових магнетиках. Показано, що виникнення ненульового магнітного моменту зв"язано з появою магнітопружної щілини в спектрі квазімагнонів. Проведено оцінку температури Кюрі для досліджуваних систем.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИАвтореферат дисертації на здобуття ученого ступеня доктора фізико-математичних наук Науковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор Іванов Борис Олексійович, головний науковий співробітник Інституту магнетизму НАН України Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Іванов Михайло Олексійович, завідувач відділом Інституту металофізики ім. Курдюмова НАН України доктор фізико-математичних наук, професор Журавльов Анатолій Хомич, професор кафедри функціональних матеріалів Київського національного університету ім. доктор фізико-математичних наук, доцент Гомонай Олена Василівна, доцент кафедри інформаційної безпеки Фізико-технічного інституту Національного технічного університету України “КПІ”Ці дослідження показали, що врахування взаємодії магнітних збуджень з деформаціями кристалічних ґрат приводить до виснавку, що в системі вже не існує окремо магнітних і пружних збуджень (магнонів і фононів), а реалізується гібридизоване збудження - МП хвиля. Це гібридизоване збудження проявляється двояким чином: У роботах Боровіка-Романова, Рудашевського по антиферомагнітному резонансу в монокристалах гематиту був відкритий ефект, що одержав назву, ефекту "МП щілини". Такі кристали можна описати в моделі спинового гамільтоніана з урахуванням одноіонної анізотропії (ОА) типу , з константою , порівнянної, чи навіть переважаючої константу обмінної взаємодії .Для таких матеріалів незастосовні звичайні методи теорії магнетизму, засновані на введенні спинового параметра порядку й ефективного поля. Відповідний порядок у розглянутому випадку можна представити як хаотичне упорядкування спинів у деякій площині (скажемо, площині ()) і характеризувати квадрупольним параметром порядку Таким чином, незважаючи на відсутність векторного магнітного порядку, стани кристала є спин - упорядкованими, але порядок у них визначається тензорними характеристиками. Однак, для ізотропна спинова (обмінна) взаємодія може включати члени типу з До числа найбільш цікавих систем цього класу належать кристали, у гамільтоніані яких обмін вищих порядків по спину порівняний з білінійним гейзенбергівським обміном.В залежності від значення константи ОА при зростанні магнітного поля реалізуються три різних стани системи: КУ фаза при КФМ фаза при і ФМ фаза при В інтервалі полів система знаходиться у ФМ фазі, у якій відмінні від нуля наступні молекулярні поля: Спектр квазімагнонів і квазіфононів у ФМ фазі має вигляд: (2) КУ фаза в розглянутій системі може реалізовуватися лише при досить великих значеннях константи ОА: Звідси випливає, що область існування КУ фази істотно звужується в порівнянні з випадком Крім того, збільшується і критичне значення ОА, починаючи з якої може реалізовуватися КУ фаза, а МП щілина в розглянутому випадку зменшується, у порівнянні з . При домінуючому гейзенбергівському обміні у системі реалізуються чотири фази: дві феромагнітні, що характеризуються векторним параметром порядку: - - фаза, - - фаза; і дві квадрупольні: - і - фази. Параметри порядку КУ фаз мають вид: - фаза: =0, =1, =1;-фаза: =0, =-2, =0, де .Поблизу ФП магнітна і пружна підсистеми слабко взаємодіють. У цьому випадку в системі можуть реалізовуватися три фази: ФМ, КФМ і КУ, що реалізується при З низькочастотними магнонами не взаємодіє жодна з фононних гілок, а з високочастотними - подовжньо поляризовані квазіфонони, спектр яких має вид: Таким чином, у магнетику з великою біквадратичною взаємодією () відбувається розмякшення спектра подовжньо поляризованих квазіфононів при: Поле поле переходу з ФМ у КФМ фазу.Досить велика біквадратична взаємодія () приводить до зміни типу фазового переходу з другого роду на перший. 2) При дослідженні двохосьових сильно анізотропних негейзенбергівских феромагнетиків з урахуванням магнітопружної взаємодії були встановлені наступні закономірності: У випадку переваги гейзенбергівської взаємодії, мякою модою, по якій протікають фазові переходи, є квазімагнонна гілка збуджень. Врахування магнітопружної взаємодії приводить до зсуву лінії фазових переходів на величину параметра магнітопружного звязку. У системах з домінуючою біквадратичною взаємодією реалізуються тільки фази з тензорними параметрами порядку. У випадку великої біквадратичної взаємодії в двохосьовому феромагнетику зникає кутова фаза, а фазовий перехід між феромагнітною і КУ"1-фазою є переходом першого роду.