'

Коллективные моды магнитного резонанса в спин-щелевых магнетиках

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Коллективные моды магнитного резонанса в спин-щелевых магнетиках А.И.Смирнов Дополнительный материал по курсу Низкотемпературный магнетизм В весеннем семестре 2006/2007 учебного года


Слайд 1

Гейзенберговский обмен и проблема основного состояния антиферромагнетиков H =S Ji,i+1 SiS i+1 H = Ji,i+1 S [SzjSzj+1+1/2(S+jS-j+1 + S-jS+ j+1 )] S+i = Sxi+iSyi Si= Sxi-iSyi Это – классическое основное состояние для J > 0 Но оно не является cобственным для гамильтониана - -


Слайд 2

0 -1/4 -3/4 -E/NJ -ln2+1/4 (H.Bethe, 1931) <S>=0 z x = Цепочка спинов S=1/2 (анзац Бете)


Слайд 3

Спектр цепочки спинов ?. С.Мешков 1993 Классическая цепочка Теория (численный эксперимент)


Слайд 4

Спектр возбуждений в KCuF3 D. Tennant et al 2000 Теория (численный эксперимент) Эксперимент (рассеяние нейтронов)


Слайд 5

Димеризованные цепочки S=1/2 Например, в спин-пайерлсовском магнетике Спин-щелевые АФМ цепочки SPIN-GAP D~dJ <Sz>=0 x = v/D Халдейновские цепочки (S=1): | g.s.> = i0hihi0hih0ihih0ihihihih + … <S> = 0 x~ 7 0.41J Spin gap: c T J


Слайд 6

Спектр возбуждений цепочки спинов S=1 С.Мешков PRB 1993 Спиновая щель Теория (численный эксперимент)


Слайд 7


Слайд 8

Устойчивость неупорядоченных состояний к возмущениям Однородная цепочка спинов S=1/2 неустойчива : TN ~ (JJ’)1/2 2. Спин-щелевые системы устойчивы, пока возмущение мало: J’,D<D. J’ Sakai and Takahashi diagram from Zheludev et al PRB 2000 Interchange exchange / exchange Anisotropy / exchange


Слайд 9

Regnault et al JPCM 1993


Слайд 10

Степени свободы c S=1/2 на концах цепочек спинов S=1 Hagiwara et al PRL 1990


Слайд 11

Miyashita &Yamamoto PRB 1993 Теория (численный эксперимент) S=1/2


Слайд 12


Слайд 13

Structure and susceptibility of a Haldane magnet Uchiyama et al PRL 1999 (Pb2+)


Слайд 14

h DPPH-label A.Smirnov et al PRB 2002


Слайд 15

A.Smirnov PRB 2002


Слайд 16

Length of the fragment Lf~a/x Length of the cluster |<Szi>| i


Слайд 17

DH Lcl~10a Increase of the linewidth with concentration indicates contacts of clusters At the average chain fragment length of 50a (x=2%) about a half of fragments are shorter then 20a HENCE:


Слайд 18

Regnault et al JPCM 1993


Слайд 19

S=1/2 Spin S=1 in a crystal field


Слайд 20


Слайд 21

A.Smirnov et al JMMM 2004


Слайд 22

<Sz>


Слайд 23

Triplets Impurities


Слайд 24

Pb(Ni0.96Cu0.04)2V2O8, 9.5 GHz


Слайд 25


Слайд 26

Collective ESR mode Triplets & Chain Ends A.Smirnov JMMM 2004


Слайд 27

  ЭСР эффективных спинов S=1/2. ЭСР эффективных спинов S=1 термически автивированных триплетов. Коллективная мода триплетных возбуждений и эффективных спинов S=1/2 на концах фрагментов спиговых цепочек.Коллективная конфигурация с эффективным спином S=1/2 выживает при столкновениях с триплетами. Наблюдаемые сигналы магнитного резонанса


Слайд 28

Magnetic excitations in the spin-gap system TlCuCl3 PHYS. REV. B 65, 094426 (2002) A. Oosawa et al. spin-gap 3D dimer net in monoclinic TlCuCl3 These excitations are also triplets: S=1


Слайд 29

Как все-таки перевести квантовую спиновую жидкость в упорядоченное состояние? Способ 2: закрыть спиновую щель сильным магнитным полем


Слайд 30

PRL 2000 Bose-Einstein Condensation of Dilute Magnons in TlCuCl3 T. Nikuni,* M. Oshikawa, A. Oosawa, and H. Tanaka


Слайд 31

Индуцированный магнитным полем (!!??) антиферромагнитный порядок в TlCuCl3


Слайд 32

Димерная сетка спинов S=1/2 в кристалле TlCuCl3: температурная зависимость спинового резонансного поглощения H||[10-2], f=30.05ГГц V.Glazkov et al PRB 2004 Термически активированный сигнал магнитного резонанса, соответствующий изолированным спинам S=1 в кристаллическом поле: разреженный газ триплетных возбуждений в синглетной матрице из спинов S=1/2.


Слайд 33

H||b, f=26 ГГц В больших полях наблюдается две компоненты: “d” при H<Hc “e” при H>Hc При повышении температуры обе компоненты смещаются в область больших полей. TlCuCl3: ЭПР при различных температурах в больших полях. V.Glazkov et al PRB 2004


Слайд 34

TlCuCl3 : ESR V.Glazkov et al PRB 2004 Закрывающаяся спиновая щель Термо- активированные триплеы АФМР “a”, “b”, “c” - переходы между расщепленными кристаллическим полем подуровнями S=1 “d” - переход между S=0 и Sz=-1 “e” - АФМР


Слайд 35

TCuCl3: магнитный резонанс термоактивированных триплетов H||[10-2] V.Glazkov et al PRB 2004


Слайд 36

Наблюдаемые переходы между коллективными квантовыми состояниями расщепление Магнитное поле


Слайд 37

Параметр порядка индуцирован полем и не насыщен. Теории такого АФМР нет. (Возможны продольные моды) АФМР-прецессия параметра порядка. При H>Hsf спектр АФМР 2-подрешеточного АФМ: f1=[(?H)2 ± const1]1/2 f2=const2 const1,2=(HA1,2HE)1/2


Слайд 38

Эффективный спин S=1/2 коллективного состояния спинов S=1. Эффективный спин S=1 коллективного состояния спинов S=1/2 Эффективный спин S=1 коллективного состояния спинов S=1 Эти наблюдения возможны благодаря синглетному спин-щелевому состоянию, которое допускает существование разреженного газа спиновых возбуждений Магнитный резонанс в индуцированной полем АФМ фазе (колебания малого параметра порядка) Основные эфекты Спасибо за внимание


×

HTML:





Ссылка: