Низкотемпературные и критические свойства спиновых стекол

• Автор: Иоффе, Лев Борисович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 152 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ:
Глава 1 ОДНОМЕРНАЯ МОДЕЛЬ СПИНОВОГО СТЕКЛА
I.Описание модели
2.Окрестность точки перехода
3.Область умеренно низких температур
4. Очень низкие температуры
5.Обсуждение результатов
Глава 2 ИЗИНГ0ВСК0Е СПИНОВОЕ СТЕКЛО С ОСЦИЛЛИРУЮЩИМ
ДАЛЬНОДЕЙСТВИЕМ
Глава 3 ВЕКТОРНОЕ СПИНОВОЕ СТЕКЛО С ОСЦИЛЛИРУЮЩИМ
ДАЛЬНОДЕЙСТВИЕМ
I.Описание модели
2.Обоснование модели
3.Вывод длинноволнового эффективного гамильтониана
4.Разрушение спирального дальнего порядка
5. Влияние анизотропии взаимодействия
6.Магнитные свойства
7. Обсуждение результатов
Глава 4 ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА МОДЕЛИ ЭДВАРДСА-АНДЕРСОНА
1. Обоснованием модели
2.Вывод эффективного взаимодействия медленных степеней свободы
3.Выделение критических переменных
4. Наблюдаемые величины
5.Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение к главед:4
ЛИТЕРАТУРА

Классическим примером спинового стекла является сплав £и,_х Мпх с малыми (х£ 1%) концентрациями Мп. Системы такого типа известны очень давно, однако, интерес к ним возник лишь в начале 70-ых годов после того как, с одной стороны, были экспериментально обнаружены [1] их удивительные свойства и с другой стороны, появилась теоретическая работа Эдвардса и Андерсона [2]
С тех пор было накоплено много красивейших экспериментальных фактов о системах подобного типа, выполнена масса теоретических работ, но основные утверждения, сделанные в работе [2] , так и остаются гипотезами
В работе [1] изучалась восприимчивость X разбавленных сплавов Си.-0.1% Мл, А у -0.5% Мл ,Аи-0.5% Мл ,Аи-&.2%
Ст. ,А^-Т%Мп в зависимости от температуры. Авторы обнаружили, что восприимчивость (измеренная на частоте 100 гц) при высоких температурах следует закону Кюри-Вейса, а при Т- имеет резкий излом и при дальнейшем понижении температуры плавно убывает. (Для вышеприведенных сплавов 5 К). Последующие эксперименты [з] показали отсутствие при '71< ^ Брегговских рефлексов, свидетельствующих о возникновении магнитного дальнего по-рядка. В работе _2 было предложено, что в этих системах (т.е. спиновых стеклах), происходит при Т'-’Ц) фазовый переход в низкотемпературную фазу, не обладающую никаким дальним порядком, но обладающую параметром порядка - < 5в. >*" ? о (< >
означают усреднение по ансамблю, а черта - усреднение по реализациям, - спин I -ого магнитного атома). Вопрос о существовании равновесной фазы, обладающей только таким параметром порядка, до сих пор остается спорным.

Обсудим вкратце известные на сегодняшний день основные экспериментальные свойства спиновых стекол.
‘•Классические" спиновые стекла - это разбавленные замороженные растворы магнитных атомов в матрице немагнитного металла как то: Eu. №п f Au. Fe^ 2 о Fin} Au.Crz}Au-Flr);t Ад Mr)j
МоЕеь Mn . 0 . Многие вещества совсем иной природы также проявляют все характерные свойства “классических" спиновых стекол. Их можно разить на несколько классов. Во-первых, это непроводящие спиновые стекла типа (Eu^S^,_x) £ [4} , большинство из которых основано на редкоземельных атомах (в данном примере Ей ), имеющих локализованный магнитный момент и взаимодействующие ферромагнитным образом с ближайшими и антиферромагнитно с почти ближайшими соседями. Во-вторых, это вещества типа хромовой шпинели Se, [э] , в которой знак взаимодействия
локализованных на атомах Ot магнитных моментов зависит от атома ( En или Сс} ), находящегося между ними. Вещества этих двух классов образуют спиновое стекло при 0.5. В-третьих, это редкоземельные сплавы типа магнитные моменты в которых локализованы на атомах Ez , взаимодействие между ними осуществляется, по-видимому, путем обмена виртуальным геликоном.
При больших концентрациях Ег эти сплавы образуют геликоидный антиферромагнетик, а при малых концентрациях - спиновое стекло. Многие металлические стейла, содержащие малые концентрации магнитных примесей (например, Pdzo_x Fex £<^Ло5 )*
тоже с точки зрения магнитных свойств, являются спиновыми стеклами [б] . В последнее время [7] были обнаружены электрические аналоги спиновых стекол (их иногда называют дипольными, а иногда ориентационными стеклами). Характерным примером [ej является

на индексы. Воспользуемся утверждением Тонера (]"49,5о] о том, что принадлежит к тому же классу универсальности, что и Х¥-модель. В таком случае - А =2/3, сГ=0,8 (индекс сг выражается через скейлинговую размерность неприводимого тензора
йХ , где £4 - параметр порядка X^-модели, см.
[52] . Безразмерная величина, характеризующая случайный потенциал, - это . Отсюда видно, что случайный потенциал растет с ростом масштаба и потому является существенной переменной, включение которой меняет индексы перехода.
Так или иначе поведение системы на больших расстояниях определяется гамильтонианом (8). Исследуем это поведение при По-видимому, в реальном изинговском стекле всегда , однако мы надеемся, что полученное при универсальное поведение имеет место И при .
3. Диагональная по репличным индексам часть гамильтониана (8) была исследована в работе Гринштейна и Пелковица [53] ; она совпадает с гамильтонианом, описывающим смектик А • Коэффициенты ^ и 8 имеют размерность длины, однако можно убедиться, что параметрами теории возмущений являются безразмерные величины АгВг В работе [53] было показано, что после перенормировки и перехода к большим масштабам гамильтониан (8) сохраняет свой вид, а коэффициенты А и 8 логарифмически перенормируются:
А--(1^/СЧтУ/5^<1^}/Сч4 (П)
Исследуем поведение случайного 2Г -члена в процессе ренормировки аналогично тому, как проводилась ренормировка в работе [54] , где изучалась двумерная модель синус-Гордон. Разобьем 93 на две части: + , где (Р(3- "медленное" поле, т.е.