Коллективные взаимодействия в упорядоченных системах

• Автор: Марченко, Владимир Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ГЛАВА 1.

ЯДЕРНЫЕ СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ В АНТИФЕРРОМАГНЕТИКЕ В «СПИНФЛИП» ФАЗЕ

§1. Взаимодействие электронной и ядерной спиновых систем в магнитном

поле

§2. Динамические свойства электронной и ядерной спиновых систем

антиферромагнетика в сильных магнитных полях

§4. Гамильтониан взаимодействия магнитной и упругой систем кубического

антиферромагнетика

ГЛАВА 2.

«ЛОКАЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ В КРИСТАЛЛАХ С ДЕФЕКТАМИ»

§1. Коллективные возбуждения в ферромагнитных системах

§2. Связанные состояния двух магнонов. Уравнение Шредингера для
связанных состояний двух магнонов
§3. Локальные уровни двух магнонов при наличии дефекта
§4. Двухмагнонные состояния на дислокации
ГЛАВА 3.
«КОЛЛЕКТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В МАГНИТНЫХ СИСТЕМАХ»
§1. Спиновая система
§2. Спин-фононная система
§3. Электрон-спин-фононная система
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Реальные магнетики всегда содержат дефекты кристаллической структуры. Наиболее важным из них в силу дальнодействующего характера вызываемых искажений решетки являются линейные или плоскостные дефекты - дислокации. Имеющиеся исследования влияния кристаллических дефектов на релаксационные и кинетические процессы в упругой и электронной спиновой системах, а также воздействие указанных систем на дислокации относятся к условиям, когда магнитоупругая связь мала. Взаимодействие ядерной спиновой системы с дислокациями в магнитоупорядоченных кристаллах вообще изучено крайне мало.
В данной диссертации изучается влияние дефектов кристаллической решетки на релаксационные и кинетические явления в упругой электронной и ядерной спиновых системах с учетом обменного усиления магнитоупругого и сверхтонкого взаимодействия.
В первой главе рассмотрено взаимодействие упругих колебаний с дислокационными деформациями через магнитную систему, которая вносит в свою очередь в упругую систему эффективный ангормонизм.
Впервые в условиях сильной магнитоупорной связи учтена пространственная неоднородность распределения равновесной намагниченности антиферромагнитной системы, содержащий дефект, что позволило учесть вклад магнитной системы в нелинейные взаимодействия квазизвуковых волн с дефектом в кристалле.
В диссертации рассмотрена релаксация магнонов, обусловленная магнон-магнонными, магнон-фононными и магнон-дислокационными процессами в кубической антиферромагнитной системе. Показано, что роль дислокаций в затухание спиновых волн является определяющей при плотности дислокаций п > 106 см'2.
Показано, что наличие сильной динамической связи между электронной и ядерной спиновыми системами приводит к
возникновению новых коллективных возбуждений - ядерных спиновых волн.
Получен спектр связанных колебаний электронных и ядерных спиновых систем.
Также в первой главе рассматривается взаимодействие системы электронных спинов с системой ядерных спинов в антиферромагнетиках типа «легкая плоскость» в случае опрокидывания спина (спин-флип фаза), что является весьма важным для изучения термодинамических и кинетических свойств ядерных систем. В главе исследованы равновесные конфигурации электронных и ядерных намагниченностей. Найдена связь электронной и ядерной спиновых систем с упругими полями, создаваемыми дефектами в кристалле.
Кроме того, в первой главе рассматриваются связанные колебания электронной и ядерной систем в антиферромагнетике типа «легкая плоскость» в сильных магнитных полях. На основе «и-у»-преобразования Боголюбова найден спектр этих колебаний и найдена новая мода е2к коллективных колебаний в антиферромагнетике. Найден динамический сдвиг частоты ядерного магнитного резонанса, связанный с этой модой. Также изучается релаксация ядерной «спин-флип» моды обусловленная сверхтонким взаимодействием. Исследована область
Параметров С0П2 « ШщИа , ДЛЯ КОТОРОЙ ВЫПОЛНеНО уСЛОВИе 02пк « £2кПоказано, что для ядерных спиновых волн с волновым вектором к~105 см'1 основным является рассеяние на тепловых флуктуациях продольного компонента ядерных спинов. Определены гамильтонианы взаимодействий, отвечающие трех- и четырехчастичным магнон-магнонным и магнон-фононным процессам, а также процессам рассеяния магнонов на неоднородных деформациях. Вычислены вклады

г,(*„)«
(1.74)
где к10 - (д1 -£223)^5“', Условия (1.73) и (1.74) означают, что энергия рассматриваемых магнонов не должна быть очень близка к частотам АФМР КФ и АКФ ветвей спектра. Полагая для оценки Г,(£) ~ 10* сек"1, £10 = 6 х 1010 сек', 5 = 3,8x10 * см/сек., получаем к2 » 4х107слГ2, откуда к> 2х 104 слГ1.
Производя интегрирование в (1.71) получим
<1-75)
36 sR {зЯ ) е[к- [(£Я) g2(k0), кК»1

&(£„) = 1 + Мэт2 а + £>(1 - у, эт4 а), g2(k0) = l-y2sm2a + У^D(l-Зsin2a)2,
Процесс превращения КФ магнона в КАФ магнон при взаимодействии с дислокациями, как правило, вносит меньший вклад в релаксацию КФ магнонов в ЯЪМпРъ в силу условия 02«0,.
Исключение составляет случай больших волновых векторов к и сравнительно малых размеров дислокационных колец Я: е10,еж < sR~' « Ь, при этом