Особенности спиновых кроссоверов в магнитных материалах

Ю.С. Орлов^†^а, б, С.В. Николаев^‡^а, б, В.А. Дудников^§^а, В.А. Гавричков^*^а, С.Г. Овчинников^#^а, б
^аИнститут физики им. Л.В. Киренского, Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр" СО РАН, Академгородок 50, стр. 38, Красноярск, 660036, Российская Федерация
^бСибирский федеральный университет, пр. Свободный 79, Красноярск, 660041, Росскийская Федерация

Представлены экспериментальные и теоретические результаты по исследованию спиновых кроссоверов в магнитоупорядоченных материалах. Рассмотрено влияние спиновых кроссоверов на электронную структуру оксидов переходных металлов и на бозе-конденсацию спиновых экситонов в окрестности спинового кроссовера. Обсуждается новый метод расчёта межатомного суперобменного взаимодействия в оксидах переходных металлов, позволяющий рассматривать селективные вклады от возбуждённых термов магнитных катионов. Предсказаны изменения знака обменного взаимодействия при спиновых кроссоверах для d⁵—d⁷-ионов. В семействе редкоземельных кобальтитов RCoO₃ основное состояние немагнитно, но с возрастанием температуры тепловые возбуждения высокоспиновых состояний приводят к комплексу наблюдаемых экспериментально свойств. В дефектных образцах RCoO₃ возможны стабилизация высокоспинового терма и ферромагнитное упорядочение. Обсуждаются динамические кроссоверы под действием внешней накачки, динамика мультиплетности, намагниченности и локальных искажений решётки. Рассмотрены геофизические следствия спиновых кроссоверов, предсказаны металлические свойства мантии Земли на глубине от 1400 до 1800 км.

Ключевые слова: спиновые кроссоверы, обменное взаимодействие, бозе-конденсация, спиновые экситоны, оксиды переходных металлов, редкоземельные кобальтиты, сильные электронные корреляции, антиферромагнетизм, ферромагнетизм, переход металл--диэлектрик, мантия Земли, модель Хаббарда
PACS: 71.30.+h, 75.30.Cr, 75.30.Et, 75.47.Lx, 75.50.Pp (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2022.05.039195
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/7/a/
Web of Science

001097028100001
Scopus

2-s2.0-85182909997
ADS NASA

2023PhyU...66..647O
Цитата: Орлов Ю С, Николаев С В, Дудников В А, Гавричков В А, Овчинников С Г "Особенности спиновых кроссоверов в магнитных материалах" УФН 193 689–716 (2023)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 17 ноября 2021, доработана: 12 апреля 2022, одобрена в печать: 29 мая 2022

English citation: Orlov Yu S, Nikolaev S V, Dudnikov V A, Gavrichkov V A, Ovchinnikov S G “Features of spin crossovers in magnetic materials” Phys. Usp. 66 647–672 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.05.039195