Спектр возбуждений и фазовые переходы в низкоразмерном сильно фрустрированном магнетике

• Автор: Шварцберг, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Фрустрированные спиновые системы

§1.1 Квантовая спиновая жидкость

§ 1.2 Фрустрированная модель Гейзенберга на квадратной решётке .

1.2.1 Спиновый дальний порядок в модели Гейзенберга

1.2.2 Фрустрированная модель Гейзенберга

1.2.3 Л-Л2-ЛЗ модель Гейзенберга

§ 1.3 Теоретические методы исследования

§ 1.4 Материалы

Глава 2. Сферически симметричный самосогласованный
подход
§ 2.1 Приближение среднего поля
Глава 3. Фрустрированная Л1-Л2 модель Гейзенберга
§ 3.1 Основное состояние Л1-Л2 модели Гейзенберга
§ 3.2 Термодинамические свойства Л1-Л2 модели при Т >
§ 3.3 Обсуждение
3.3.1 Антиферромагнитный порядок
3.3.2 Спиновая жидкость
3.3.3 Страйп-порядок
3.3.4 Ферромагнитный порядок
3.3.5 Теплоемкость
3.3.6 Возможность введения «настроечных» параметров
Глава 4. Учёт затухания спиновых возбуждений
§ 4.1 Выход за приближение среднего поля и простейший учет затухания
§ 4.2 Роль затухания в формировании дальнего порядка и спиновой

Глава 5. Фрустрированная Л-Л2-Л3 модель Гейзенберга
§ 5.1 Спектр спиновых возбуждений для Л1-Л2-Л3 модели
§ 5.2 Фазовая диаграмма Л1-Л2-ЛЗ модели
§ 5.3 Области с дальним порядком
§ 5.4 Область ферромагнитного Л
Заключение
Литература

Введение
Актуальность темы диссертации. Теория низкоразмерных квантовых магнетиков в последние годы привлекает значительное внимание (см. обзор в [1] и [2, 3]). В частности, интерес представляют фрустриро-ванные двумерные и квазидвумерные магнетики, в которых эффект квантовых флуктуаций становится значительным. Двумерная 3-32 квантовая модель Гейзенберга со спином 5 = 1/2 является общепринятым инструментом в изучении фрустрации и квантовых фазовых переходов (см., например, [4-9]).)
Купратам и многочисленным другим квазидвумерным соединениям с антиферромагнитными первым и вторым ближайшими обменными параметрами 3 > 0, .72 > 0 посвящено значительное количество экспериментальных работ [10-13]
Этот класс систем недавно был пополнен магнитными материалами с ферромагнитным первым обменом (Д < 0) и фрустрированным антиферромагнитным взаимодействием между вторыми ближайшими соседями {32 > 0), например, РЬ2У0(Р04)2 [14-17], (СпС1)Ьа1МЬ207 [18], ЗггпУ0(Р04)2 [17,19,20], и ВаСбУ0(Р04)2 [16,19,21]. Считается, что в этих материалах фрустрированный ./2 достоточно велик чтобы выводить материалы из ферромагнитной фазы. Существуют также материалы, такие как К2СиР4, Сэ2СиР4, Сз2А§Р4, Ьа2ВаСи05, апб Ш)2СгС14 [22-25], в которых взаимодействие между вторыми ближайшими соседями оказывается недостаточным для изменения структуры спинового порядка.
Общая картина приведена на Рис. 3.1 в главе 3, где эта модель рассмотрена подробнее. Здесь на фазовой диаграмме двумерной Э2 модели в классическом пределе Э —> оо приведены положения некоторых экспериментальных систем.
Интенсивное теоретическое исследование модели в первом квадранте Э4 > 0, «/2 > 0 было вызвано прорывом в области высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) и привело к большому количеству публикаций (см., например, [26,27] и ссылки оттуда). Коротко основные результаты можно сформулировать следующим образом: при Т — 0 система испыты-

более чем в два раза при учете затухания. Будет видно, что учет затухания может уменьшать щели в спиновом спектре в несколько раз. Кроме того, в рамках среднего поля оказывается невозможным описать так называемое скейлинговое поведение восприимчивости и возникновение несоизмеримых пиков в ВТСП. Как показано в [88], при рассмотрении рассеяния дырок на спиновой подсистеме приближение Хт} является абсолютно неудовлетворительным при рассмотрении аномального поведения температурной зависимости электросопротивления и эффекта Холла в допированном АФМ, и только учет затухания позволяет получить согласие с экспериментальными результатами.