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/ 001097028100001 2-s2.0-85182909997 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" УФН193 689–716 (2023)
Pavarini E et al (Eds) The LDA+DMFT Approach to Strongly Correlated Materials. German Research School for Simulation Sciences(Reihe Modeling and Simulation) Vol. 1 (Jülich: Forschungszentrum. German Research School for Simulation Sciences GmbH, 2011)
Ирхин В Ю, Ирхин Ю П Электронная структура, корреляционные эффекты и физические свойства d - и f -переходных металлов и их соединений 2-е изд., испр. и доп. (М. - Ижевск: РХД, Ин-т компьют. исслед., 2008); Irkhin V Yu, Irkhin Yu P Electronic Structure, Correlation Effects and Physical Properties of d- and f-Metals and Their Compounds (Cambridge: Cambridge Intern. Sc. Publ., 2007)
Kantor I Yu, Dubrovinsky L S, McCammon C A Proc. of the Joint 20th AIPART — 43rd EHPRG, Intern. Conf. on High Pressure Science and Technology, June 27 - July 1, 2005, Karlsruhe, Germany (Eds E Dinjus, N Dahmen) (Karlsruhe: Forschungszentrum Karlsruhe, 2005)
Плоткин В В, Дядьков П Г, Овчинников С Г Геология и54 345 (2013); Plotkin V V, Dyad'kov P G, Ovchinnikov S G Russ. Geol. Geophys.54 263 (2013)
Плоткин В В, Дядьков П Г, Овчинников С Г Геология и геофизика55 1436 (2014); Plotkin V V, Dyad'kov P G, Ovchinnikov S G Russ. Geol. Geophys.55 1138 (2014)