Выпуски

 / 

2001

 / 

Февраль

  

Обзоры актуальных проблем


Модель двойного обмена и уникальные свойства манганитов

,
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева, Уральское отделение РАН, ул. С. Ковалевской 18, Екатеринбург, 620108, Российская Федерация

В обзоре излагается модель двойного обмена (DE-модель), являющаяся базовой моделью для описания физических свойств манганитов с колоссальным магнитосопротивлением. Выводится эффективный гамильтониан DE-модели из гамильтониана sd-обменной модели в пределе большого обменного взаимодействия по сравнению с шириной зоны. Поскольку гамильтониан ее очень сложный, для описания DE-модели удобно использовать приближение динамического среднего поля, эффективно работающее при анализе других сильно коррелированных систем. Предлагается два варианта упрощения модели, позволяющих рассчитать широкий спектр физических свойств, — один с использованием классических локализованных спинов, другой с квантовыми спинами, но в пренебрежении поперечными спиновыми флуктуациями. Построена фазовая диаграмма системы на плоскости температура-электронная концентрация с учетом области фазового расслоения. Показано, что ее основные черты, а также зависимость от температуры и электронной концентрации совокупности физических свойств — электросопротивления, намагниченности, спектральных характеристик — находятся в качественном соответствии с экспериментальными данными в манганитах. Количественное согласие достигается с учетом дополнительного взаимодействия электронов с решеточными степенями свободы. Обсуждаются нерешенные проблемы физики манганитов, среди которых — выяснение механизма фазового перехода металл-диэлектрик при изменении температуры или допирования, а также природы зарядового упорядочения. Путем сопоставления рассчитанных свойств с экспериментальными данными в манганитах делаются выводы об адекватности DE-модели и о ее недостатках. Обзор обобщает большое количество теоретических исследований, появившихся в последние годы по поводу уникальных свойств этого широкого класса сильно коррелированных систем.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 75.10.−b, 75.30.−m, 75.50.−y (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0171.200102a.0121
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2001/2/a/
Цитата: Изюмов Ю А, Скрябин Ю Н "Модель двойного обмена и уникальные свойства манганитов" УФН 171 121–148 (2001)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Izyumov Yu A, Skryabin Yu N “Double exchange model and the unique properties of the manganitesPhys. Usp. 44 109–134 (2001); DOI: 10.1070/PU2001v044n02ABEH000840

Список литературы (119) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (134) Похожие статьи (20)

  1. Coey J M D, Viret M, von Molnar S Adv. Phys. 48 167 (1999)
  2. Wollan E O, Koehler W C Phys. Rev. 100 564 (1955)
  3. Urushibara A et al. Phys. Rev. B 51 14103 (1995)
  4. Zener C Phys. Rev. 82 403 (1951)
  5. Anderson P W, Hasegawa H Phys. Rev. 100 675 (1955)
  6. de Gennes P G Phys. Rev. 118 141 (1960)
  7. Нагаев Э Л Физика магнитных полупроводников (M.: Наука, 1979)
  8. Нагаев Э Л УФН 166 833 (1996)
  9. Горьков Л П УФН 168 665 (1998)
  10. Georges A et al. Rev. Mod. Phys. 68 13 (1996)
  11. Furukawa N J. Phys. Soc. Jpn. 63 3214 (1994)
  12. Furukawa N cond-mat/9812066
  13. Millis A J, Littlewood P B, Shraiman B I Phys. Rev. Lett. 74 5144 (1995)
  14. Edwards D M, Green A C M, Kubo K J. Phys. Condens. Matter 11 2791 (1999)
  15. Narimanov E E, Varma C M cond-mat/0002191
  16. Yunoki S et al. Phys. Rev. Lett. 80 845 (1998)
  17. van den Brink J, Khomskii D I Phys. Rev. Lett. 82 1016 (1999)
  18. Ramirez A P J. Phys. Condens. Matter 9 8171 (1997)
  19. Горьков Л П, Кресин В З Письма в ЖЭТФ 67 985 (1998)
  20. Локтев В М, Погорелов Ю Г ФНТ 26 231 (2000)
  21. Berry M V Proc. R. Soc. London A 392 45 (1984)
  22. Fradkin E, Stone M Phys. Rev. B 38 7215 (1988)
  23. Ye J et al. cond-mat/9905007
  24. Müller-Hartmann E, Dagotto E Phys. Rev. B 54 R6819 (1996)
  25. Kubo K, Ohata N J. Phys. Soc. Jpn. 33 21 (1972)
  26. Shen S -Q, Wang Z D Phys. Rev. B 61 9532 (2000)
  27. Pruschke T, Jarrell M, Freericks J Adv. Phys. 44 187 (1995)
  28. Georges A, Krauth W Phys. Rev. Lett. 69 1240 (1992)
  29. Rosenberg M J, Zhang X Y, Kotliar G Phys. Rev. Lett. 69 1236 (1992)
  30. Metzner W, Schmit P, Vollhardt D Phys. Rev. B 45 2237 (1992)
  31. Strack R, Vollhardt D Phys. Rev. B 46 13852 (1992)
  32. Brandt U, Mielsch C Z. Phys. B 75 365 (1989)
  33. Brandt U, Mielsch C Z. Phys. B 79 295 (1990)
  34. Brandt U, Mielsch C Z. Phys. B 82 37 (1991)
  35. Furukawa N J. Phys. Soc. Jpn. 64 2734 (1995)
  36. Furukawa N J. Phys. Soc. Jpn. 64 2754 (1995)
  37. Furukawa N J. Phys. Soc. Jpn. 64 3164 (1995)
  38. Furukawa N J. Phys. Soc. Jpn. 65 1174 (1996)
  39. Furukawa N J. Phys. Soc. Jpn. 66 2523 (1997)
  40. Furukawa N, Hirota K Physica B 241-243 780 (1997)
  41. Metzner W, Vollhardt D Phys. Rev. Lett. 62 324 (1989)
  42. Müller-Hartmann E Z. Phys. B 74 507 (1989)
  43. Ирхин В Ю, Кацнельсон М И УФН 164 705 (1994)
  44. Зарубин А В, Ирхин В Ю ФТТ 41 1057 (1999)
  45. Park J-H et al. Nature 392 794 (1998)
  46. Park J-H et al. Phys. Rev. Lett. 81 1953 (1998)
  47. Tokura Y et al. J. Phys. Soc. Jpn. 63 3931 (1994)
  48. Möller G, Ruckenstein A E, Schmitt-Rink S Phys. Rev. B 46 7427 (1992)
  49. Kasuya T Prog. Theor. Phys. 16 58 (1956)
  50. Marimoto Y et al. Phys. Rev. B 56 5088 (1997)
  51. Wang X Phys. Rev. B 57 7427 (1998)
  52. Kaplan T A, Mahanti S D J. Phys. Condens. Matter 9 L291 (1997)
  53. Perring T G et al. Phys. Rev. Lett. 77 711 (1996)
  54. Dagotto E et al. Phys. Rev. B 58 6414 (1998)
  55. Chattopadhyay A, Millis A J, Das Sarma S cond-mat/9908305
  56. Millis A J, Coppersmith S N Phys. Rev. B 42 10807 (1990)
  57. Baeriswyl D, Gros C, Rice T M Phys. Rev. B 35 8391 (1987)
  58. Летфулов Б М ФТТ 19 991 (1977)
  59. Letfulov B M Eur. Phys. J. B 4 195 (1998)
  60. Letfulov B M Eur. Phys. J. B 14 19 (2000)
  61. Izyumov Yu A, Letfulov B M Phys. Met. Metallogr. 89 (Suppl. 1) 21 (2000)
  62. Izyumov Yu A et al. Phys. Rev. B 46 15697 (1992)
  63. Brandt U, Mielsch C Z. Phys. B 75 365 (1989)
  64. Fukuyama H, Ehrenreich H Phys. Rev. B 7 3266 (1973)
  65. Kubo K J. Phys. Soc. Jpn. 36 32 (1974)
  66. Green A C M, Edwards D M J. Phys. Condens. Matter 11 10511 (1999)
  67. Hubbard J Proc. R. Soc. London A 281 401 (1964)
  68. Varma C M Phys. Rev. B 54 7328 (1996)
  69. Moreo A, Yunoki S, Dagotto E cond-mat/9901057
  70. Yunoki S, Moreo A Phys. Rev. B 58 6403 (1998)
  71. Nagaoka Y Phys. Rev. B 147 392 (1966)
  72. KaganMYu, Khomskii D I, Mostovoy M V cond-mat/9804213
  73. Shen S-Q, Wang Z D Phys. Rev. B 59 14484 (1999)
  74. Horsch P, Jaklic J, Mack F cond-mat/9708007
  75. Arovas D P, Guinea F cond-mat/9711145
  76. Arovas D P, Guinea F Phys. Rev. B 58 9150 (1998)
  77. Shen S-Q, Wang Z D Phys. Rev. B 58 R8877 (1998)
  78. Visscher P B Phys. Rev. B 10 943 (1974)
  79. Emery V J, Kivelson S A, Lin H Q Phys. Rev. Lett. 64 475 (1990)
  80. Allodi G et al. Phys. Rev. B 56 6036 (1997)
  81. Babushkina N A et al. Phys. Rev. B 59 6994 (1999)
  82. Lynn J W et al. Phys. Rev. Lett. 76 4046 (1996)
  83. Hennion M et al. Phys. Rev. Lett. 81 1957 (1998)
  84. Кугель К И, Хомский Д И ЖЭТФ 64 1429 (1973)
  85. Кугель К И, Хомский Д И УФН 136 621 (1982)
  86. Anderson P W Phys. Rev. 115 2 (1959)
  87. Ishihara S, Yamanaka M, Nagaosa N cond-mat/9606160
  88. Akimoto T et al. Phys. Rev. B 57 R5594 (1998)
  89. Kawano H et al. Phys. Rev. Lett. 78 4253 (1997)
  90. Maignan A et al. Phys. Rev. B 58 2758 (1998)
  91. Martin C et al. J. Solid State Chem. 134 198 (1997)
  92. Millis A J Phys. Rev. B 53 8434 (1996)
  93. Millis A J, Mueller R, Shraiman B I Phys. Rev. B 54 5405 (1996)
  94. Hwang H Y et al. Phys. Rev. Lett. 75 914 (1995)
  95. Dai P et al. Phys. Rev. B 54 R3694 (1996)
  96. Radaelli P G et al. Phys. Rev. B 56 8265 (1997)
  97. Schiffer P et al. Phys. Rev. Lett. 75 3336 (1995)
  98. Okimoto Y et al. Phys. Rev. Lett. 75 109 (1995)
  99. Kaplan S G et al. Phys. Rev. Lett. 77 2081 (1996)
  100. Röder H, Zang J, Bishop A R Phys. Rev. Lett. 76 1356 (1996)
  101. Zhao G-M et al. Nature 381 676 (1996)
  102. Alexandrov A S, Bratkovsky A M Phys. Rev. Lett. 82 141 (1999)
  103. Alexandrov A S, Bratkovsky A M J. Phys. Condens. Matter 11 1989 (1999)
  104. Kogan E M, Auslender M I Phys. Status Solidi B 147 613 (1988)
  105. Millis A J, Shraiman B I, Mueller R Phys. Rev. Lett. 77 175 (1996)
  106. Booth C H et al. Phys. Rev. Lett. 80 853 (1998)
  107. Hundley M F et al. Appl. Phys. Lett. 67 860 (1995)
  108. Jaime M et al. Appl. Phys. Lett. 68 1576 (1996)
  109. Lyuksyutov I F, Pokrovsky V cond-mat/9808248
  110. Goodenough J B Phys. Rev. 100 564 (1955)
  111. Radaelli P G et al. Phys. Rev. B 55 3015 (1997)
  112. Radaelli P G et al. Phys. Rev. B 59 14440 (1999); Radaelli P G et al. cond-mat/9812366
  113. Mori S, Chen C H, Cheong S-W Nature 392 473 (1998)
  114. Louca D, Egami T J. Appl. Phys. 81 5484 (1997)
  115. Изюмов Ю А УФН 165 403 (1995)
  116. Изюмов Ю А УФН 167 465 (1997)
  117. Перкинс Н Б, Плакида Н М ТМФ 120 438 (1999)
  118. Криворучко В Н, Яковенко А М ФНТ 24 330 (1998)
  119. Криворучко В Н, Харцев С И ФНТ 24 1070 (1998)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение