Орбитальный порядок и спиновая кинетика слабодопированных манганитов
Диссертация
Во второй главе представлены исследования спектра ЭПР под влиянием кристаллического поля и взаимодействия Мории-Дзялошинского в области орбитального упорядочения вблизи кооперативного перехода Яна-Теллера. Построен спиновый гамильтониан тонкой структуры спектра ЭПР. Получены зависимости ширины линии от температуры и угла приложения радиочастотного внешнего магнитного поля, обусловленные влиянием… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Магнитные и кинетические свойства манганитов
- 1. 2. Структура манганитов
- 1. 3. Эффект Яна-Теллера
- 1. 4. Магнитный переход
- 1. 5. Применение метода ЭПР для исследования сильно коррелированных систем
- ГЛАВА 2. КООПЕРАТИВНЫЙ ЭФФЕКТ ЯНА-ТЕЛЛЕРА
- 2. 1. Основные взаимодействия, определяющие спектр ЭПР в слабодопированных манганитах
- 2. 2. Спиновый гамильтониан тонкой структуры спектра ЭПР
- 2. 2. 1. Учет искажений октаэдров вследствие кооперативного эффекта Яна-Теллера
- 2. 2. 2. Учет поворотов октаэдров на малые углы а, Р, у вокруг осей кубического перовскита
- 2. 3. Ширина линии ЭПР вследствие неразрешенной тонкой структуры
- 2. 4. Вклад взаимодействия Мории-Дзялошинского в ширину линии ЭПР вблизи структурного фазового перехода
- 2. 5. Анизотропия g-фактора
- ГЛАВА 3. ЭПР ВБЛИЗИ МАГНИТНОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА
- 3. 1. Введение
- 3. 2. Критический вклад кристаллического поля
- 3. 3. Критический вклад взаимодействия
- Мории-Дзялошинского
- ГЛАВА 4. СРАВНЕНИЕ С ЭКСПЕРИМЕНТОМ
Список литературы
- Huber D.L. EPR linewidths in Lai./XMn03: 0 < 1 / D.L. Huber, G. Alejandro, A. Caneiro, M.T. Causa, F. Prado, M. Tovar, S.B. Oseroff // Phys. Rev. B. — 1999.- V.60, № 17. — P.12 155−12 161.
- Носов А.П. Магниторезистивные свойства объемных поликристаллических Lao.75Sro.25Mn03 магнитов / А. П. Носов, В.Г.• Васильев, Е. В. Владимирова, В. В. Устинов // ФММ. 2001. — Т.92, № 5. — С.59−65.
- Сбойчаков А.О. Туннельное магнитосопротивление фазово -расслоенных манганитов / А. О. Сбойчаков, А. П. Рахманов, К. И. Кугель, М. Ю. Каган, И. В. Бродский // ЖЭТФ. 2002. — Т.122, № 10. -С.869−878.
- Kawano Н. Canted antiferromagnetism in an insulating lightly doped Lat. xSrxMn03 with x<0.17 / H. Kawano, R. Kajimoto, M. Kubota, H.• Yoshizawa // Phys. Rev. B. 1996. — V.53, № 5. — P.2202−2205.
- Moreno N.O. Electron spin resonance above Tc in layered manganites / N.O. Moreno, P.G. Pagliuso, C. Rettori, J.S. Gardner, H.L. Sarrao, J.D.Thomson, D.L. Huber, J.F. Mitchell, J.J. Martinez, S.B. Oseroff // Phys. Rev. B. 2001.- V.63, № 17. — P.174 413.
- Talbayev, L. Kiss, J. Zhou, T. Feher, A. Janossy // Phys. Rev. B. 2004.-V.69, № 2. — P.24 414.
- П.Троянчук И. О. Фазовые превращения и магнитотранспортные явления в системе La2/3Bai/3(Mni.xCox)03 / И. О. Троянчук, JI. C Лобановский, Д. Д. Халявин, В. П. Яруничев, Н. В. Пушкарев, Г. Шимчак // ЖЭТФ. -1999. Т. 116, № 8. — С.604−610.
- Носов А.П. Магнитосопротивление объемных поликристаллических La-Ba манганитов вблизи температуры Кюри / А. П. Носов, В. Г. Васильев, В. В. Устинов, Е. В. Владимирова // ФММ. 2002. — Т.93, № 4. — С.27−31.
- Huang Q. Structure and magnetic order in undoped lanthanum manganites / Q. Huang, A. Santoro, J.W. Lynn, R.W. Erwin, J.A. Borchers, J.L. Peng, R.L. Greene //Phys. Rev. B. 1997. — V55, № 22. — P. 14 987−14 999.
- Maezono R. Phase diagram of manganese oxides / R. Maezono, S. Ishibara, N. Nagaosa // Phys. Rev. B. 1998.- V.58, № 17. — P.11 583−11 596.
- Мухин А.А. Магнитные и структурные переходы в Lai"xSrxMn03: фазовая Т-х диаграмма / А. А. Мухин, В. Ю. Иванов, В. Д. Травкин, С. П. Лебедев, А. Пименов, А. Лоидл (A. Loidl) // Письма в ЖЭТФ. -1998. Т. 68, № 4. — С.331−336.
- Троянчук И.О. Фазовые превращения в перовскитах Lai.xCaxMn03 / И. О Троянчук., // ЖЭТФ. 1992. — Т.102, № 7. — С.251−261.
- Никифоров А.Е. Микроскопические расчеты структуры и свойств кристалла ЬаМпОз / А. Е. Никифоров, С. Э. Попов, С. Ю Шашкин // ФММ. 1999. -Т.87, № 2. — С.16−21.
- Карькин А.Е. Магнитная теплоемкость в системе LaixBaxMn03 /А.Е. Карькин, А. Н. Петров, В. А. Черепанов, Е. А. Филонова // ФММ. -1999. Т.88, № 6. — С.28−33.
- Арбузова Т.И. Особенности магнитного упорядочения в перовскитоподобных манганитах Ьа1хСахМпОз / Т. И. Арбузова, И. Б. Смоляк, С. В. Наумов, А. А. Самохвалов, А. В. Мостовщиков, Н. И. Солин // ЖЭТФ. 1999. — Т. 116, № 11. — С. 1664−1675.
- Демин Р.В. Экспериментальные доказательства магнитнодвухфазного состояния в манганитах / Р. В. Демин, Л. И. Королева, Р. Шимчак, Г. Шимчак // Письма в ЖЭТФ. 2002. — Т. 75, № 7. — С.402−406.
- А.С. Москвин, Е. В. Зенков // ЖЭТФ. 2003. — Т. 123, № 2. — С.293−304.
- Троянчук И.О. Влияние вакансий кислорода на магнитное состояние Ьао.5оОо.5оМпОз^ (D = Са, Sr) манганитов / И. О. Троянчук, С. В. Труханов, Е. Ф. Шаповалова, В. А. Хомченко, М. Товар, Г. Шимчак // ЖЭТФ. 2003. — Т. 123, № 6. — С.1200−1211.
- Дубинин С.Ф. Фазовое расслоение спин-системы в кристалле манганита Ьао.9з8го.о7МпОз / С. Ф. Дубинин, В. Е. Архипов,. С. Г. Теплоухов, В. Д. Пархоменко, Н. Н. Лошкарева, Н. И. Солин // ФТТ.2003. Т.45, № 12. — С.2192−2197.
- Кугель К.И. Характеристики фазово расслоенного состояния манганитов и их связь с транспортными и магнитными свойствами / К. И. Кугель, A.JI. Рахманов, А. О. Сбойчаков, М. Ю. Каган, И. В. Бродский, А. В. Клапцов // ЖЭТФ. — 2004. — Т. 125, № 3. — С.648--658.
- Дунаевский С.М. Магнитные фазовые диаграммы манганитов в области их электронного легирования / С. М. Дунаевский // ФТТ.2004. Т.46, № 2. — С.193−211.
- Tovar М. ESR and magnetization in Jahn-Teller distorted ЬаМпОз+§-: correlation with crystal structure / M. Tovar, G. Alejandro, A. Butera, A. Caneiro, M.T. Caussa, F. Prado, R. D. Sanchez // Phys. Rev. B. — 1999. -V.60, № 14. — P. 10 199.
- Tomas H. Theory of a stractural phase transition induced by the Jahn-Teller effect / H. Tomas, K.A. Muller // Phys. Rev. Letters. 1972. -V.28, № 13. — P.820−823.
- Rodrigues Carvajal J. Neutron — diffraction study of the Jahn-Teller transition in stoichiometric ЬаМпОз / J- Rodrigues — Carvajal, M. Hennion, F. Moussa, A. H. Moudden, L. Pinsard, A. Revcolevschi // Phys. Rev. B. — 1998. — V.57, № 6. — P. R3189-R3192.
- Benedetti P. An initio calculation of resonant X-ray scattering in manganites / P. Benedetti, Jeroen van den Brink, E. Pavarini, A. Vigliante, P. Wochner // Phys. Rev. B. 2001. — V.63, № 6. — P. R060408.
- Sanchez M. C. Cooperative Jahn-Teller phase transition in ЬаМпОз studed by X-ray spectroscopy / G. Subias, J. Garcia, J. Blasco //Phys. Rev. Letters. 2003. — V.90, № 4. — P.45 503.
- Murakami Y. Resonant X-ray scattering from orbital ordering in LaMn03 / Y. Murakami, J.P. Hill, D. Gibbs, M. Blume, I. Koyama, M. Tanaka, H. Kawata, T. Arima, Y. Tokura, K. Hirota, Y. Endoh // Phys. Rev. Letters. -1998. -V.81,№ 3. -P. 582−585.
- Гончарь Л.Э. Спектр антиферромагнитного резонанса в LaMn03: взаимосвязь орбитальной структуры и магнитных свойств / Л. Э. Гончарь, А. Е. Никифоров, С. Э. Попов // ЖЭТФ. 2000. — Т.118, № 12. -С. 1411−1420.
- Гончарь Л.Э. Спектр антиферромагнитного резонанса в зарядово-упорядоченных манганитах Ro.5Cao.5Mn03 (R=La, Pr, Tb): влияние орбитальной и зарядовой структур / Л. Э. Гончарь, А. Е. Никифоров // ЖЭТФ. 2003. — Т.123, № 3. — С. 575−589.
- Михалев К.Н. Локальные особенности неоднородного магнитного состояния в ГаМпОз с отклонениями от стехиометрии по данным ЯМР 139La, 55Мп. / К. Н. Михалев, С. А. Лекомцев, А. П. Геращенко,
- B.В. Сериков, И. А. Фогель, А. Р. Кауль // ФММ. 2002. — Т.93, № 4.1. C. 32−41.
- Tobe K. Anisotropic optical spectra in a detwinned ЬаМпОз crystal / K. Tobe, T. Kimura, Y. Tokura // Phys. Rev. B. 2001. — V.64, № 18. — P. 184 421.
- Jonker G.H. Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure / G.H. Jonker, J.V. Santen //Physica. 1950. — V.16. — P.337−340.
- Wollan E.O. Neutron diffraction study of the magnetic properties of the series of perovskites-type compounds (i-x)La, хСа. МпОз // E.O. Wollan, W.C. Koehler // Phys. Rev. 1955. — V.100, № 2. -P545−563.
- Kramers H.A. Ueber die Zuordaung von Wellenfunktionen und Eigenwerten zu den einzelnen Elektronen eines Atoms / H.A. Kramers //Physica.- 1934. V.l. — P. 182.
- Anderson P.W. Antiferromagnetism. Theory of superexchange interaction / P.W. Anderson // Phys. Rev. 1950. — V79, № 2 — P.350−356.
- Anderson P.W. Considerations on double exchange /P.W. Anderson, H. Hasegawa //Phys. Rev. -1955. V.100, № 2. — P.675−681.
- Anderson P.W. New approach to the theory of superexchange interactions / P.W. Anderson //Phys. Rev. 1959. — V. l 15, № 1. — P.2−13.
- Goodenaugh J. B. Theory of ionic ordering, crystal distortion, and magnetic exchange due to covalent forces in spinels / J. B. Goodenaugh, A.L. Loeb // Phys. Rev. 1955. — V.98, № 2. — P.391−408.
- Goodenaugh J. B. Relationship between crystal symmetry and magnetic properties of ionic compounds containing Mn3+ / J. B. Goodenaugh, A. Wold, R.J. Arnott, N. Menyuk // Phys. Rev. 1961. — V.124, № 2 — P.373−384.
- Zener C. Interaction between the J-shells in the transition metals. II. Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure / C. Zener // Phys. Rev. 1951. — V.82, № 3 — P.403−405.
- Вонсовский C.B. Магнетизм / C.B. Вонсовский. M.: Наука. 1971. -693 с. 53.de Gennes P.-G. Effects of double exchange in magnetic crystals / P.-G. de Gennes // Phys. Rev. 1960. — v. l 18, № 1 — P.141−154.
- Нагаев Э.Л. Манганиты лантана и другие магнитные проводники с гигантским магнитосопротивлением / Э. Л. Нагаев // УФН. 1996. -Т.166, № 8. — С.833−858.
- Ю.А. Изюмов Модель двойного обмена и уникальные свойства манганитов / Ю. А. Изюмов, Ю. Н. Скрябин // УФН. 2001. — Т. 171, № 2. — С.121−148.
- Найш В.Е. Кристаллические и магнитные структуры орторомбических магнетиков. III. Фазовые диаграммы. Зарядовое и орбитальное упорядочение. / В. Е. Найш // ФММ. 2001. -Т.92, № 5. -С.16−29.
- Найш В.Е. Кристаллические и магнитные структуры орторомбических магнетиков. I. Проблемы симметрийного описания / В. Е. Найш // ФММ. 2001. -Т.92, № 4. — С.3−21.
- Найш В.Е. Кристаллические и магнитные структуры орторомбических магнетиков. И. Модели магнитных структур / В. Е. Найш // ФММ. 2001. -Т.92, № 5. — С.5−15.
- Matsumoto G. Study of Ьа1. хСахМпОз: magnetic structure of ЬаМпОз / G. Matsumoto // Phys. Soc. Jap. 1970. — V.29. — P.606.
- Goodenaugh J. B. Theory of the role of со valence in the perovskite-type manganites La, M (II).Mn03 / J. B. Goodenaugh // Phys. Rev. 1955.-V.100, № 2 — P.564−573.
- Дзялошинский И.Е. Термодинамическая теория «слабого» ферромагнетизма антиферромагнетиков / И. Е. Дзялошинский // ЖЭТФ. 1957. — Т.32, № 6. — С.1547−1562.
- Moriya Т. Anisotropic Superexchange interaction and weak ferromagnetism / T. Moriya // Phys. Rev. 1960. — V.120. — P.91−98.
- Solovyev I. Crucial role of the lattice distortion in magnetism of ЬаМпОз / I. Solovyev, N. Hamada, K. Terakura // Phys. Rev. Letters. 1996. -V.76, № 25. — P.4825−4828.
- Entin -Wohlman O. Magnetic anisotropics and general on site coulomb interactions in the cuprates / O. Entin -Wohlman, A.B. Haris, A. Aharony // Phys. Rev. -1996. V.53, № 17. — P. l 1661−11 669.
- Yildirim T. Anisotropin spin hamiltonians due to spin-orbit and coulomb exchange interactions / T. Yildirim, A.B. Harris, A Aharony, O. Entin -Wohlman // Phys. Rev. -1995. V.52, № 14. — P. 10 239−10 266.m
- Мория Т. Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами / Т. Мория- Пер. с англ. под. ред. А. В. Ведяева. -М.:Мир, -1998. 288 с.
- Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. / С. Тикадзуми- Пер. С японского М. В. Быстрова под ред. Г. А. Смоленского, Р. В. Писарева М.:Мир, 1983.-304 с.
- Найш В.Е. Модели кристаллических структур фаз допированных манганитов лантана / В. Е. Найш // ФММ. 1998. -Т.85, № 6. — С.5−21.
- Нокс Р. Симметрия в твердом теле / Р. Нокс, А. Голд- Пер. с англ. под. ред. B.JI. Бонч-Бруевича. М.:Наука, — 1970. — 422 с.
- Драго Р. Физические методы в химии / Р. Драго- Пер. с англ. А. А. Соловьева под. ред. О. А. Реутова М.:Мир, — 1981. Т.2. -456с.
- Абрагам А. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. В 2 т. / А. Абрагам, Б. Блини- Пер. с англ. под. ред. С. А. Альтшулера, Г. В. Скроцкого М.:Мир. — 1973. — 350 с. — 2 т.
- Берсукер И.Б. Электронное строение и свойства координационных соединений: Введение в теорию. / И.Б. Берсукер- з-е изд., перераб. -Ленинград.: Химия, 1986. — 288 с.
- Еремин М.В. Взаимодействие примесных центров в анизотропных упругих средах / М. В. Еремин, А. Ю. Завидонов, Б. И. Кочелаев // ЖЭТФ. 1986. — Т.90, № 2. — С.537−544.
- Альтшулер С. А. Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточных групп / С. А. Альтшулер, Б. М. Козырев. -М.:Наука, 1972. — 370 с.
- Кугель К. И. Эффект Яна-Теллера и магнетизм: соединения переходных металлов / К. И. Кугель, Д. И. Хомский // УФН. 1982. -Т.136, № 4. — С.621−664.
- Кугель К. И. Орбитальное вырождение и некоторые одномерные двухспиновые модели / К. И. Кугель, Д. И. Хомский // ФНТ. 1980. -Т.6, № 2. — С.207−217.
- Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления / Г. Стенли- Пер. с англ., под. ред. С. В. Вонсовского. М.:Мир, — 1973. — 419 с.
- Паташинский А.З. Флуктуационная теория фазовых переходов / А. З. Паташинский, В. В. Покровский. М.:Наука, — 1982. — 382 с.
- Уайт Р. Квантовая теория магнетизма / Р. Уайт- Пер. с англ. М. П. Кемоклидзе, М. А. Либермана, под. ред. А.С. Боровика-Романова, Л. П. Питаевского М.:Мир, — 1972. — 310с.
- Anderson P.W. Localized magnetic states in metals / P.W. Anderson // Phys. Rev. 1961. — V.124, № 1. — P.41−53.
- Hubbard J. Electron correlations in narrow energy bands / J. Hubbard // Proc. Roy. Soc. A. 1963. — V.276. — P.238−257.
- Абрагам А. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. В 2 т. / А. Абрагам, Б. Блини- Пер. с англ. под. ред. С. А. Альтшулера, Г. В. Скроцкого М.:Мир. — 1972. — 652 с. — 1 т.
- Зубарев Д.Н. Двухвременные функции Грина в статистической физике / Д. Н. Зубарев // УФН. 1960. — Т. LXXI, № 1. — С.71−115.
- Тябликов С.В. Методы квантовой теории магнетизма / С. В. Тябликов. М.:Наука, -1965. — 336 с.
- Pryce M.H.L. A Modified perturbation procedure for a problem in paramagnetism / Pryce M.H.L. // Proc. Phys. Soc. A. 1950. — V.63. -P.25.
- Abragam A spin-spin interaction within paramagnetic ions / A. Abragam, M.H.L. Pryce // Nature. 1949. — V.163. -P.992.
- Колоскова Н.Г. Таблицы некоторых коммутаторов и шпуров Н.Г. Колоскова // Электронный парамагнитный резонанс (Ученые записки). -1967. т. 127, кн.6. с.100−123.
- Вертц Дж. Теория и практические приложения ЭПР / Дж. Вертц, Дж. Болтон. М.:Мир. — 1975. — 548 с.
- Ландау Л.Д. Теоретическая физика В 10 т. / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. М.:Наука. — 1976. — 79 е.- 9 т.
- Изюмов Ю.А. Симметрия и критическое рассеяние нейтронов в кристалле / Ю. А. Изюмов // ФТТ. 1981. — Т.23, № 3. С.796−802.
- Sikora O. Origin of the orbital ordering in LaMnOa / O. Sikora, A. Oles //
- Kochelaev B.I. Phase transitions and spin relaxation in Lai. xSrxMn03 / B.I. Kochelaev, E. Shilova, J. Deisenhofer, H.-A. Krug von Nidda, A. Loidl, A.A. Mukhin, A.M. Balbashov // Mod. Phys. Lett. B. -2003.- V. l7, № 10,11,12. P.459−467.
- Deisenhofer J. Orbital order parameter in LaixSrxMn03 probed by electron spin resonance / J. Deisenhofer, B.I. Kochelaev, E. Shilova, H.-A. Krug von Nidda, A. Loidl, A.A. Mukhin, A.M. Balbashov // Phys. Rev. B. 2003.- V.68, № 21. — P.214 427−1-5.
- Кочелаев Б.И. Орбитальное упорядочение, угловая и температурная зависимость спиновой релаксации в манганитах / Б. И. Кочелаев, Е. Шилова // Международная зимняя школа физиков теоретиков «Коуровка-2002», Кунгур 2002. с. 211.
- Кочелаев Б.И. Влияние фазовых переходов на спиновую релаксацию в манганитах / Б. И. Кочелаев, Е. Шилова // Международная зимняя школа физиков теоретиков «Коуровка-2004», Екатеринбург-Челябинск. 2004. C.58-A.
- Kochelaev B.I. Orbital ordering, angular and temperature dependence of the spin relaxation in manganites // B.I. Kochelaev, E. Shilova // Международная конференция «Современные проблемы сверхпроводимости», Yalta. 2002. р.27 .