Vliyanie vneshnego magnitnogo polya na dinamicheskie i staticheskie svoystva anizotropnogo negeyzenbergovskogo magnetika so spinom S = 1

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Изучено поведение негейзенберговского магнетика с одноионной анизотропией «легкая плоскость» во внешнем магнитном поле, перпендикулярном базисной плоскости. Установлено, что при наличии большого биквадратичного обменного взаимодействия конкуренция одноионной анизотропии и внешнего магнитного поля приводит к образованию «угловой слабо намагниченной» фазы с ненулевым средним магнитным моментом. Показано, что в зависимости от соотношения материальных параметров в системе кроме угловой слабо намагниченной фазы реализуются парамагнитная фаза (при больших значениях магнитного поля) и квадрупольная фаза (при больших значениях константы одноионной анизотропии). Анализ свободной энергии и спектров элементарных возбуждений позволяет построить фазовую диаграмму исследуемой системы и установить тип фазовых переходов.

References

  1. А. Ф. Андреев, В. И. Марченко, УФН 130, 39 (1980).
  2. А. Ф. Андреев, И. А. Грищук, ЖЭТФ 87, 467 (1984) [А. F. Andreev and I. A. Grischuk, Sov. Phys. JETP 60, 267 (1984)].
  3. L. E. Svistov, T. Fujita, H. Yamaguchi, S. Kimura, K. Omura, A. Prokofiev, A. I. Smirnov, Z. Honda, and M. Hagiwara, Pis'ma v ZhETF 93, 24 (2011), doi: 10.1134/S0021364011010073.
  4. M. E. Zhitomirsky and H. Tsunetsugu, EPL 92, 37001 (2010), doi: 10.1209/0295-5075/92/37001.
  5. P. Chandra and P. Coleman, Phys. Rev. Lett. 66, 100 (1991), doi: 10.1103/PhysRevLett.66.100.
  6. A. V. Chubukov, Phys. Rev. B 44, 4693 (1991), doi: 10.1103/PhysRevB.44.4693.
  7. V. M. Matveev, Sov. Phys. JETP 38, 813 (1974).
  8. F. Michaud, F. Vernay, and F. Mila, Phys. Rev. B 84, 184424 (2011), doi: 10.1103/PhysRevB.84.184424.
  9. B. A. Ivanov and A. K. Kolezhuk, Phys. Rev. B 68, 052401 (2003), doi: 10.1103/PhysRevB.68.052401.
  10. А. М. Переломов, УФН 123, 23 (1977) @@ A. M. Perelomov, Phys.-Uspekhi 20, 703 (1977), doi: 10.1070/PU1977v020n09ABEH005459.
  11. N. Papanikolaou, Nucl. Phys. B 305, 367 (1988), DOI: 0169-6823/88/03.50.
  12. Yu. A. Fridman, O. A. Kosmachev, and Ph. N. Klevets, J. Magn. Magn. Mater. 325, 125 (2013), doi: 10.1016/j.jmmm.2012.08.027.
  13. Yu. A. Fridman, O. A. Kosmachev, A. K. Kolezhuk, and B. A. Ivanov, Phys. Rev. Lett. 106, 097202 (2011), doi: 10.1103/PhysRevLett.106.097202.
  14. O. A. Космачев, Ю. А. Фридман, Е. Г. Галкина, Б. А. Иванов, ЖЭТФ 147, 320 (2015) @@ O. A. Kosmachev, Yu. A. Fridman, E. G. Galkina, and B. A. Ivanov, JETP 120, 281 (2015), doi: 10.1134/S1063776115010021.
  15. O. A. Космачев, Ю. А. Фридман, Б. А. Иванов, Письма в ЖЭТФ 105, 444 (2017) @@ O. A. Kosmachev, Yu. A. Fridman, and B. A. Ivanov, JETP Lett. 105, 453 (2017), doi: 10.7868/S0370274X17070074.
  16. E. G. Galkina, B. A. Ivanov, O. A. Kosmachev, and Yu. A. Fridman, Low Temp. Phys. 41, 382 (2015), doi: 10.1063/1.4921470.
  17. A. Lauchli, F. Mila, and K. Penc, Phys. Rev. Lett. 97, 087205 (2006), doi: 10.1103/PhysRevLett.97.087205.
  18. A. Smerald and N. Shannon, Phys. Rev. B 88, 184430 (2013), doi: 10.1103/PhysRevB.88.184430.
  19. Е. И. Нагаев, Магнетики со сложными обменными взаимодействиями, Наука, Москва (1988).
  20. A. A. Zvyagin and V. V. Slavin, Phys. Rev. B 106, 054429 (2022), doi: 10.1103/PhysRevB.106.054429.
  21. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, под ред. Е. М. Лифшица, Л. П. Питаевского, Наука, Москва (1982).
  22. А. И. Ахизер, В. Г. Барьяхтар, С. В. Пелетминский, Спиновые волны, Наука, Москва (1967).
  23. Жен П. де, Физика жидких кристаллов, Мир, Москва (1977).
  24. E. Fradkin, S. A. Kivelson, M. J. Lawler, J. P. Eisenstein, and A. P. Mackenzie, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 1, 153 (2010).
  25. J.-H. Chu, H.-H. Kuo, J. G. Analytis, and I. R. Fisher, Science 337, 710 (2012), doi: 10.1126/science.1221713.
  26. R. M. Fernandes, A. V. Chubukov, and J. Schmalian, Nat. Phys. 10, 97 (2014), doi: 10.1038/nphys2877.
  27. A. A. Zvyagin, V. V. Slavin, and G. A. Zvyagina, Phys. Rev. B 107, 134421 (2023), doi: 10.1103/PhysRevB.107.134421.
  28. S. Jiang, J. Romhanyi, S. R. White, M. E. Zhitomirsky, and A. L. Chernyshev, Phys. Rev. Lett. 130, 116701 (2023), doi: 10.1103/PhysRevLett.130.116701.
  29. F. Mila, Physics 10, 64 (2017).
  30. R. Nath, A. A. Tsirlin, H. Rosner, and C. Geibel, Phys. Rev. B 78, 064422 (2008), doi: 10.1103/PhysRevB.78.064422.
  31. M. Yoshida, K. Nawa, H. Ishikawa, M. Takigawa, M. Jeong, S. Kranmer, M. Horvatic, C. Berthier, K. Matsui, T. Goto, S. Kimura, T. Sasaki, J. Yamaura, H. Yoshida, Y. Okamoto, and Z. Hiroi, Phys. Rev. B 96, 180413(R) (2017), doi: 10.1103/PhysRevB.96.180413.
  32. A. Orlova, E. L. Green, J. M. Law, D. I. Gorbunov, G. Chanda, S. Kranmer, M. Horvatic, R. K. Kremer, J. Wosnitza, and G. L. J. A. Rikken, Phys. Rev. Lett. 118, 247201 (2017), doi: 10.1103/PhysRevLett.118.247201.
  33. K. Y. Povarov, V. K. Bhartiya, Z. Yan, and A. Zheludev, Phys. Rev. B 99, 024413 (2019), doi: 10.1103/PhysRevB.99.024413.
  34. V. K. Bhartiya, K. Y. Povarov, D. Blosser, S. Bettler, Z. Yan, S. Gvasaliya, S. Raymond, E. Ressouche, K. Beauvois, J. Xu, F. Yokaichiya, and A. Zheludev, Phys. Rev. Research 1, 033078 (2019), doi: 10.1103/PhysRevResearch.1.033078.
  35. F. Landolt, S. Bettler, Z. Yan, S. Gvasaliya, A. Zheludev, S. Mishra, I. Sheikin, S. Kramer, M. Horvatic, A. Gazizulina, and O. Prokhnenko, Phys. Rev. B 102, 094414 (2020), doi: 10.1103/PhysRevB.102.094414.
  36. K. M. Ranjith, F. Landolt, S. Raymond, A. Zheludev, and M. Horvatic, Phys. Rev. B 105, 134429 (2022), doi: 10.1103/PhysRevB.105.134429.
  37. D. Flavian, S. Hayashida, L. Huberich, D. Blosser, K. Y. Povarov, Z. Yan, S. Gvasaliya, and A. Zheludev, Phys. Rev. B 101, 224408 (2020), doi: 10.1103/PhysRevB.101.224408.
  38. J. A. M. Huhtamaki, T. P. Simula, M. Kobayashi, and K. Machida, Phys. Rev. A, 80, 051601(R) (2009), doi: 10.1103/PhysRevA.80.051601.
  39. O. Morsch and M. Oberthaler, Rev. Mod. Phys. 78, 179 (2006), doi: 10.1103/RevModPhys.78.179.
  40. F. Zhou and M. Snoek, Ann. Phys. 308, 692 (2003), doi: 10.1016/j.aop.2003.08.009.
  41. M. Gen, T. Nomura, D. I. Gorbunov, S. Yasin, P. T. Cong, C. Dong, Y. Kohama, E. L. Green, J. M. Law, M. S. Henriques, J. Wosnitza, A. A. Zvyagin, V. O. Cheranovskii, R. K. Kremer, and S. Zherlitsyn, Phys. Rev. Research 1, 033065 (2019), 10.1103/PhysRevResearch.1.033065.
  42. M. Blume and Y. Y. Hsieh, J. Appl. Phys. 40, 1249 (1969), doi: 10.1063/1.1657616.
  43. E. G. Galkina, B. A. Ivanov, and V. I. Butrim, Low Temp. Phys. 40, 635 (2014), doi: 10.1063/1.4890989.
  44. J. Stenger, S. Inouye, D. M. Stamper-Kurn, H.-J. Miesner, A. P. Chikkatur, and W. Ketterle, Nature 396, 345 (1998), doi: 10.1038/24567.
  45. E. Demler and F. Zhou, Phys. Rev. Lett. 88, 163001 (2002), doi: 10.1103/PhysRevLett.88.163001.
  46. H. H. Chen and P. M. Levy, Phys. Rev. B 7, 4267 (1973), doi: 10.1103/PhysRevB.7.4267.
  47. В. М. Калита, В. М. Локтев, ФТТ 45, 1450 (2003) [V. M. Kalita and V. M. Loktev, Phys. Solid State 45, 1523 (2003)], doi: 10.1134/1.1602891.
  48. Yu. A. Fridman and O. A. Kosmachev, J. Magn. Magn. Mater. 236, 272 (2001), doi: 10.1016/S0304-8853(01)00464-4.
  49. В. П. Дьяконов, Е. Е. Зобов, Ф. П. Онуфриева и др. ЖЭТФ 93, 1775 (1987) [V. P. D'yakonov, E. E. Zubov, F. P. Onufrieva et al., Sov. Phys. JETP 66, 1013 (1987)], DOI: 0038-5646/87/111013-0804.00.
  50. V. M. Kalita and V. M. Loktev, Low Temp. Phys. 28, 883 (2002).
  51. V. M. Loktev and V. S. Ostrovski, Low Temp. Phys. 20, 775 (1994).
  52. Б. А. Иванов, Р. С. Химпн, ЖЭТФ 131, 343 (2007) @@ B. A. Ivanov and R. S. Khymyn, JETP 104, 307 (2007).
  53. E. G. Galkina, V. I. Butrim, Yu. A. Fridman, B. A. Ivanov, and F. Nori, Phys. Rev. B, 88, 144420 (2013), doi: 10.1103/PhysRevB.88.144420.
  54. F. P. Onufrieva, ZhETF 80, 2372 (1981).
  55. S. G. Ovchinnikov and T. A. Val'kova, Solid State Commun. 54, 509 (1985).
  56. F. P. Onufrieva, ZhETF 94, 232 (1988).
  57. T. Moriya, Phys. Rev. 117, 635 (1960), doi: 10.1103/PhysRev.117.635.
  58. V. S. Ostrovskii, Sov. Phys. JETP 64, 999 (1986).
  59. B. A. Ivanov, A. N. Kichizhiev, and Yu. N. Mitsay, Sov. Phys. JETP 75, 329 (1992), DOI: 0038-5646/92/080329-0905.00.
  60. Ya. Yu. Matyunina, O. A. Kosmachev, and Yu. A. Fridman, Phys. Met. Metallogr. 125, 463 (2024), doi: 10.1134/S0031918X24600064.
  61. S. Bhattacharjee, V. B. Shenoy, and T. Senthil, Phys. Rev. B 74, 092406 (2006), doi: 10.1103/PhysRevB.74.092406.
  62. S. Chattopadhyay, B. Lenz, S. Kanungo, Sushila, S. K. Panda, S. Biermann, W. Schnelle, K. Manna, R. Kataria, M. Uhlarz, Y. Skourski, S. A. Zvyagin, A. Ponomaryov, T. Herrmannsdorfer, R. Patra, and J. Wosnitza, Phys. Rev. B 100, 094427 (2019), doi: 10.1103/PhysRevB.100.094427.
  63. I. Rabuffo, L. De Cesare, A. Caramico D'Auria, and M. T. Mercaldo, Eur. Phys. J. B 83, 371 (2011).
  64. K. Stevens, Proc. Phys. Soc. A 65, 209 (1952).
  65. V. V. Valkov, Teor. Mat. Fiz. 76, 143 (1988).
  66. Р. О. Зайцев, ЖЭТФ 68, 207 (1975).
  67. A. K. Kolezhuk and T. Vekua, Phys. Rev. B 83, 014418 (2011), doi: 10.1103/PhysRevB.83.014418.
  68. S. L. Ginzburg, Fiz. Tverd. Tela 12, 1805 (1970).
  69. В. В. Вальков, С. Г. Овчинников, Квазичастицы в сильно коррелированных системах, Наука, Новосибирск (2001).
  70. В. Г. Барьяхтар, В. Н. Криворучко, Д. А. Яблонский, Функции Грина в теории магнетизма, Наукова Думка, Киев (1984).
  71. В. Г. Вакс, А. И. Ларкин, С. А. Пикин, ЖЭТФ 53, 1089 (1968) @@ V. G. Vaks, A. I. Larkin, and S. A. Pikin, Sov. Phys. JETP 26, 647 (1968).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».