Спин-флуктуационные переходы ( СФТ ) — фазовые переходы в магнитных материалах при участии спиновых флуктуаций под воздействием управляющих параметров (например, температуры или состава материала), не связанное образованием фаз с магнитным порядком ферромагнитного или антиферромагнитного типа или с более сложным типом магнитного упорядочения, в частности геликоидальным. Термин «спин флуктуационные переходы», СФТ был введён С.В.Демишевым в для обозначения данной группы специфических фазовых превращений в магнетиках .

Классическим СФТ является переход в фазу спинового нематика . Различие между обычным магнитным фазовым переходом и спин-флуктуационным переходом можно проиллюстрировать с помощью простой классической аналогии. Рассмотрим двумерный магнетик, в котором спины ${\displaystyle S}$ (магнитные моменты) схематически представлены двумерным набором магнитных стрелок. В парамагнитной фазе обе средние проекции спина на оси x и y ${\displaystyle \langle S_{x}\rangle }$ и ${\displaystyle \langle S_{y}\rangle }$ удовлетворяют условиям ${\displaystyle \langle S_{x}\rangle =\langle S_{y}\rangle =0}$ и, следовательно, средний спин на узле равен нулю. Одновременно, в парамагнитной фазе спиновые флуктуации будут изотропны: ${\displaystyle \langle S_{x}^{2}\rangle =\langle S_{y}^{2}\rangle \neq 0}$ . Это означает, что магнитные стрелки не упорядочены и их положения одинаково флуктуируют по всем направлениям. При обычном магнитном переходе некоторая проекция спина становится отличной от нуля ( ${\displaystyle \langle S_{y}\rangle \neq 0}$ и ${\displaystyle \langle S_{x}\rangle =0}$ ) и образуется магнитная структура, например ферромагнитного типа. В этой фазе спиновые флуктуации могут быть как изотропными, так и анизотропными, но в большинстве случаев тепловые спиновые флуктуации вымерзнут при нулевой температуре, и упорядоченное основное состояние будет возмущаться исключительно нулевыми квантовыми колебаниями. В отличие от рассмотренного случая, для СФП условие ${\displaystyle \langle S_{x}\rangle =\langle S_{y}\rangle =0}$ выполняется в любой СФТ фазе, однако, условие ${\displaystyle \langle S_{x}^{2}\rangle =\langle S_{y}^{2}\rangle }$ нарушается в точке спин-флуктуационного перехода и в спин-флуктуационной фазе ${\displaystyle \langle S_{x}^{2}\rangle \neq \langle S_{y}^{2}\rangle }$ (в примере на рисунке в результате СФП магнитные стрелки начинают «дрожать» анизотропным образом).

Рассмотренный сценарий соответствует известному переходу в фазу спинового нематика , однако СФП являются более широким понятием в физике магнитных явлений. В общем случае СФП можно определить как любой переход, при котором изменяется характер спиновых флуктуаций . Существование СФП нескольких типов было обнаружено у сильно коррелированных металлов ${\displaystyle {\ce {CeB_6}}}$ и ${\displaystyle {\ce {Mn_{1-X}Fe_{X}Si}}}$ . Помимо упоминавшегося выше СФП в фазу спинового нематика , обнаружены переход, связанный с изменением симметрии спиновых флуктуаций (аналог ориентационного перехода в магнетиках) , а также СФП, отвечающие «замерзанию» квантовых и классических флуктуаций . Установлено, что особые спиновые флуктуации связаны с квантовыми критическими точками (в том числе скрытыми), что позволяет идентифицировать их присутствие на магнитной фазовой диаграмме . В недавней работе спин-флуктуационный переход был обнаружен в модели Изинга на случайных центрах. На примере системы ${\displaystyle {\ce {Mn_{1-X}Fe_{X}Si}}}$ обсуждается возможность возникновения СФП внутри магнитоупорядоченной фазы . К настоящему моменту СФП сравнительно мало исследованы с теоретической точки зрения. Отмечается, что, по крайней мере, для описания некоторых типов СФП теория фазовых переходов второго рода Ландау оказывается неприменимой .

Примечания

Литература

• S. V. Demishev. (англ.) // Applied Magnetic Resonance. — 2020. — Vol. 51 , iss. 6 . — P. 473–522 . — ISSN . — doi : .

• K. Penc, A. M. Läuchli. (англ.) // Springer Series in Solid-State Sciences / Claudine Lacroix, Philippe Mendels, Frédéric Mila. — 2011. — Т. 164 . — С. 331 . — ISSN . — doi : .

• S. V. Demishev, V. N. Krasnorussky, A. V. Bogach, V. V. Voronov, N. Yu. Shitsevalova. (англ.) // Scientific Reports. — 2017. — Vol. 7 , iss. 1 . — P. 17430 . — ISSN . — doi : .

• S. V. Demishev, I. I. Lobanova, V. V. Glushkov, T. V. Ischenko, N. E. Sluchanko. (англ.) // JETP Letters. — 2014. — Vol. 98 , iss. 12 . — P. 829–833 . — ISSN . — doi : .

• S V Demishev, V V Glushkov, S V Grigoriev, M I Gilmanov, I I Lobanova. (англ.) // Physics-Uspekhi. — 2016. — Vol. 59 , iss. 6 . — P. 559–563 . — ISSN . — doi : .

• S. V. Demishev, A. N. Samarin, V. V. Glushkov, M. I. Gilmanov, I. I. Lobanova. (англ.) // JETP Letters. — 2014. — Vol. 100 , iss. 1 . — P. 28–31 . — ISSN . — doi : .

• Н. А. Богословский, П. В. Петров, Н. С. Аверкиев. (рус.) // Письма в ЖЭТФ. — 2021. — Т. 114 , вып. 6 . — С. 383–390 .

• S. V. Demishev, V. V. Glushkov, I. I. Lobanova, M. A. Anisimov, V. Yu. Ivanov. (англ.) // Physical Review B. — 2012. — Vol. 85 , iss. 4 . — P. 045131 . — ISSN . — doi : .

На эту статью не ссылаются другие статьи Википедии . Пожалуйста, установите ссылки в соответствии с принятыми рекомендациями . ( 28 октября 2021 )