к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Спиновая плотность волны

Спиновая плотность волны - термодинамически равновесное состояние вещества, характеризующееся пространственно неоднородным периодич. распределением плотности магн. момента М(r). При этом усреднённый макроскопич. магн. момент системы равен нулю8060-3.jpg и спиновую плотность волны можно рассматривать как одно из проявлений антиферромагнетизма .Пространственное распределение М(r)описывается соотношением:
8060-4.jpg

где Q - волновой вектор спиновой плотности волны.

Чаще всего под спиновой плотностью волны понимают антиферромагнетизм системы взаимодействующих коллективизиров. электронов (см. Зонный магнетизм ).Парамагн. осн. состояние однородного электронного газа может оказаться неустойчивым относительно образования спиновой плотности волны. Неустойчивость зависит от характера взаимодействия между электронами. Особенности зонной структуры могут стабилизировать спиновую плотность волны, т. е. привести к антиферромагн. осн. состоянию электронной системы.

Критерий неустойчивости парамагн. состояния зонного магнетика (см. Стонера критерий ферромагнетизма)определяется не только величиной потенциала межэлектронного взаимодействия, но и зависимостью магн. восприимчивости8060-5.jpgот электронного волнового вектора q. Напр., если в силу к--л. особенности топологии фермаповерхности8060-6.jpg обладает резко выраженным максимумом при нек-ром значении8060-7.jpg, то фазовый переход при8060-8.jpg из парамагн. состояния в состояние с спиновой плотностью волны может иметь место даже при слабом взаимодействии между электронами. Наличие конгруэнтных (совпадающих при трансляции на волновой вектор Q)электронных и дырочных участков на поверхности Ферми (н е с т и н г) в веществах с металлич. проводимостью приводит к возможности триплетного электрон-дырочного спаривания с возникновением спиновой плотности волны.

наиб. подходящей моделью для микроскопич. описания фазового перехода в состояние с спиновой плотностью волны является модель экситонного диэлектрика. В системах с спиновой плотностью волны появляются щель8060-9.jpg в электронном энергетич. спектре и особенности плотности состояний на краях этой щели. С этим связаны особенности оптич., кинетич., магн., упругих и др. свойств спиновой плотности волны. От краёв щели «отщепляются» спин-поляризов. состояния, отсутствующие в парамагн. фазе и приводящие к резонансным аномалиям кинетич. свойств. Необычно и поведение дефектов: в окрестности дефекта происходит дополнит. перераспределение спиновой плотности, т. в. формируется ближний антиферромагн. порядок, сохраняющий-

ся иногда выше точки Нееля TN (локализованная спиновая плотность волны). На фоне осн. состояния ниже точки Нееля Т < ТN в электронном газе формируются своеобразные коллективные возбуждения спиновой плотности (амплитудоны, фазоны, спиновая плотность волны - магноны). Теория предсказывает также существование слабо затухающих коллективных возбуждений выше ТN. С. п. в. образуется в результате фазового перехода (обычно 2-го рода, хотя возможны фазовые превращения 1-го рода) при температуре ниже точки Нееля (рис.).
8060-10.jpg

Фазовая диаграмма экситонного диэлектрика для фазового перехода в состояние волны спиновой плотности (2-го рода): П - парамагнитная фаза; С - антиферромагнитная соизмеримая фаза; Н - антиферромагнитная несоизмеримая фаза;8060-11.jpg ,8060-12.jpg соответствует Т = 0 К,8060-13.jpg , ТN - темп-pa перехода в состояние волны спиновой плотности при8060-14.jpg

Пространственный период волны может выражаться через целое число постоянных кристаллич. решётки (соизмеримая фаза), но возможно появление и несоизмеримых сверхструктур, т. е. спиновая плотность волны, период к-рых не кратен периоду кристаллич. решётки.

В переходных металлах и их сплавах реализуется ситуация, когда Q = G/2, где G - вектор обратной решётки, что соответствует соизмеримой фазе. В более общем случае8060-15.jpg , где8060-16.jpg и зависит от Т, что соответствует несоизмеримой фазе.

Среди чистых металлов, в к-рых наблюдаются спиновые плотности волн, наиб. исследован Сr, поверхность Ферми к-рого обладает двумя конгруэнтными участками: дырочным октаэдром, центрированным в точке Н Бриллюэна зоны, и электронным квазиоктаэдром, центрированным в точке Г. Октаэдрич. грани перпендикулярны к направлению [111], и электронный октаэдр меньше дырочного. Значит. часть этих двух листов поверхности Ферми может быть совмещена трансляцией на волновой вектор8060-17.jpg , где8060-18.jpg при Т = 0 K. При этом суммарные объёмы электронного и дырочного октаэдров примерно равны, и в фазе спиновой плотности волны эти октаэдры исчезают, перекрытые щелью.

Измерения нейтронной дифракции на монокристаллах Сr показали, что магн. упорядочение в нём существенно отличается от обычного антиферромагнетизма (см. Магнитная нейтронография ),причём8060-19.jpg имеет слабую температурную зависимость (при Т ~ TN величина8060-20.jpg ). Выше TN ср. магн. момент на 1 атом Сr порядка8060-21.jpg (в ферромагн. фазе он составляет8060-22.jpg ). Темп-pa Нееля чистого8060-23.jpg К; при Т < 120 К поперечная модуляция периодической магн. структуры сменяется на продольную - происходит т. н. с п и н - ф л и п переход.

Теория зонного антиферромагнетизма и спиновой плотности волны позволила интерпретировать магн. свойства сплавов Сг. Концентрац. фазовые диаграммы этих сплавов, переход из несоизмеримой структуры в соизмеримую, изменение магн. структуры и свойств под давлением и др. особенности также хорошо описываются моделью экситонного диэлектрика. При этом в сплавах Сг с немагнитными переходными металлами изменение состава сплава влияет на TN и параметры структуры спиновой плотности волны. Напр., для сплавов с Мо и W влияние примесного рассеяния электронов - единств, причина изменения TN и параметров структуры. Для сплавов с металламидонорами (Mn, Re, Os, Rh и др.) с ростом их концентрации происходит выравнивание объёмов электронного и дырочного октаэдров, и при нек-рой концентрации примеси происходит переход из модулированной в чисто удвоенную антиферромагн. структуру. Для металлов-акцепторов (V, Ni) с ростом их концентрации8060-24.jpg растёт. Зависимость TN от концентрации примеси для доноров немонотонная, для акцепторов - падающая.

Выявлены и др. металлич. системы, в к-рых имеет место переход из парамагн. состояния в состояние со спиновой плотностью волны. К ним относятся редкоземельные металлы и их сплавы с переходными металлами, обладающие геликоидальной антиферромагн. структурой. В этих веществах поверхность Ферми имеет конгруэнтные «ленточные» участки8060-25.jpg . Примерами таких систем служат Еu и сплавы Y и Se с тяжёлыми редкоземельными металлами (Tb, Gd, Dy, Но). В сплавах Y и Sc с Ег и Тm реализуется синусоидальная антиферромагн. структура, т. е. спиновая плотность волны, происхождение к-рой также связано с особенностью поверхности Ферми.

Сплавы и соединения переходных металлов также испытывают переход из парамагн. состояния в состояние спиновой плотности волны. К таким системам относятся упорядоченные сплавы FeRh, Pt3Fe, MnNi, геликоидальные магнетики FeGe2, MnS2, соединение СrВ2, сложные халькогени-ды ванадия (V3S4, V5S8), возможно, сульфид никеля NiS и интерметаллические соединения ИЗ группы фаз Лавеса TiBe2 и8060-26.jpg . В т. н. ф а з а х Магнелли8060-27.jpg при8060-28.jpg также имеет место переход в фазу спиновой плотности волны, причём на фоне волны зарядовой плотности. В ряде актинидных соединений с тяжёлыми фермионами (URuSi2, UCu5, UCd11, U2Zn7, U1-xThxPt3) Спиновая плотность волны формируется при низких температурах в фазе тяжёлой ферми-жидкости. Конкретное применение модели спиновой плотности волны к перечисленным объектам требует учёта дополнит. эффектов - магнитострикции, спиновой поляризации остальных участков поверхности Ферми, наличия вблизи неё т. н. резонанса Абрикосова - Суда (см. Промежуточная валентность).

Особой группой веществ, в к-рых наблюдались состояния спиновой плотности волны, являются нек-рые квазиодномерные органические проводники ,напр. (TMTSF)2X - тетраметил-тетраселенфульвален, где X - анионы (X = PF6, AsF6). Установлено также существование спиновой плотности волны и с нек-рыми др. анионами. Переходу в антиферромагн. фазу отвечает спиновая плотность волны с удвоенным (по сравнению с постоянной решётки) периодом в продольном направлении. Возможно, что магн. упорядочение в металлооксидах типа La-Sr-Сu-О и Y-Ва-Сu-О также представляет собой спиновую плотность волны, что связано с проблемой высокотемпературной сверхпроводимости (см. Оксидные высокотемпературные сверхпроводники).

В широком смысле понятие спиновой плотностью волны может быть обобщено на случай произвольных периодич. сверхструктур в антиферромагнетиках (геликоидальные, синусоидальные структуры). Феноменелогич. теория магн. сверхструктур основывается на теории фазовых переходов 2-го рода. В неметаллах формирование сверхструктур происходит под влиянием релятивистских взаимодействий спин - решётка и спин - спин, а также вследствие анизотропного обменного взаимодействия. Периоды сверхструктур в антиферромагн. металлах определяются взаимодействием электронов проводимости со спинами магн. ионов и мало отличаются от величин, обратных экстремальным диаметрам поверхности Ферми.

Литература по спиновой плотности волны

  1. Дзялошинский И. Е., Теория геликоидальных структур в антиферромагнетиках, «ЖЭТФ», 1964, т. 46, с. 1420; т. 47, с. 337, 992;
  2. Куликов Н. И., Тугушев В. В., Волны спиновой плотности и зонный антиферромагнетизм в металлах, «УФН», 1984, т. 144, в. 4, с. 643:
  3. Горьков Л. П., Физические явления в новых органических проводниках, там же, в. 3, с. 381;
  4. Мория Т., Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами, пер. с англ., М., 1988.

В. В. Тугушев, Е. П. Башкин

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)


Знаете ли Вы, что в 1974 - 1980 годах профессор Стефан Маринов из г. Грац, Австрия, проделал серию экспериментов, в которых показал, что Земля движется по отношению к некоторой космической системе отсчета со скоростью 360±30 км/с, которая явно имеет какой-то абсолютный статус. Естественно, ему не давали нигде выступать и он вынужден был начать выпуск своего научного журнала "Deutsche Physik", где объяснял открытое им явление. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 25.11.2020 - 08:03: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 07:52: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 07:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от проф. В.Ю. Катасонова - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 07:37: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Александры Андерссон - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 06:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Александра Флоридского - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 06:51: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 06:47: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 20:37: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 20:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 20:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 18:14: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 16:41: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution