Особенности спиновых кроссоверов в магнитных материалах
Ю.С. Орлова,б,
С.В. Николаевб,а,
В.А. Дудникова,
В.А. Гавричкова,
С.Г. Овчинникова,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
Обзор посвящен рассмотрению экспериментальных и теоретических результатов по исследованию спиновых кроссоверов в магнитоупорядоченных материалах. Рассмотрено влияние спиновых кроссоверов на электронную структуру окислов переходных металлов и на бозе-конденсацию спиновых экситонов в окрестности спинового кроссовера. Обсуждается новый метод расчета межатомного суперобменного взаимодействия в окислах переходных металлов, позволяющий рассматривать селективные вклады от возбужденных термов магнитных катионов. Предсказаны изменения знака обменного взаимодействия при спиновых кроссоверах для $d^5$-$d^7$ ионов. В семействе редкоземельных кобальтитов RCoO$_3$ основное состояние немагнитно, но с ростом температуры тепловые возбуждения высокоспиновых состояний приводят к комплексу наблюдаемых экспериментально свойств. В дефектных образцах RCoO$_3$ возможна стабилизация высокоспинового терма и ферромагнитное упорядочение. Обсуждаются динамические кроссоверы под действием внешней накачки, динамика мультиплетности, намагниченности и локальных искажений решетки. 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, окислы 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 Цитата: Орлов Ю С, Николаев С В, Дудников В А, Гавричков В А, Овчинников С Г "Особенности спиновых кроссоверов в магнитных материалах" УФН, принята к публикации
Поступила: 17 ноября 2021, доработана: 12 апреля 2022, одобрена в печать: 29 мая 2022