Магнетизм сильно коррелированных систем тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Российская Академия Наук

Уральское отделение Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики металлов

На праве* рукописи

ИРХИН Валентин ррьевач

МАГНЕТИЗМ СИЛЬНО КОРРЕЛИРОВАННЫХ СИСТЕМ , 01.04.07. - СЕизяна твердого тело

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Екатеринбург 1992

. РйЯота вилолнеде в ордена Трудового Красного Знамена инотитут физики металлов Уральского отделения Российской Акадешш Неук.

Официальные аппетиты*.

фазлчо-ыет&иа^ически наук, прсфаосор

Л.¿.Максимов

доктор 1$изико-митвцб,я«вски1 неу.. профессор ■

Д.С,Москвин

доктор физшко-ивгсеиа'тцвоквх веук

ю.н.скря^ка

Ведущая организация - Мооховокий государственный университет им.N.В.Ломоносова -

Защит» дисо&ртвци» состоится "|| 199 2. г. в ¡¿ чао,

на заседании олеци«.визированного совета Д 002.03.01 ори Институт« физики металлов УрО РАН по адресу: 620219, Екатеринбург, ул.С.КовалевскоЛ, 18.

С диссоутацией ыокно ознакомиться & библиотеке Инотитуте физика

металлов УрО РАН.

Ааторвферьт разослан Iй ИОЛ^Я Г.

Ученые секретарь спеццедиаироабниогч! совета доктор йивико-наи^вгмчесюас наук

оеудд-гсташшля : - (

ОНЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темь'. В настоящее время физика сильно коррелированны! систем является бурно развивающейся областью физики твердого тела. Новый мощный импульс вта тематика получила в связи с исследованием систем с тяжелыми фермионами и открытием высокотемпературных сверхпроводников. Последние в ряда случаев проявляют антиферромагнетизм; спиновые корреляции, по-видимому, играют важную роль в механизме высокотемпературной сверхпроводимости Как выяснилось в последним года, для аномальных редкоземельных и актинидных соединений (решеток Кондо,' систем о тяжелыми фермиснами, соединений с' промежуточной валентностью) также весьма распространенным является магнитное упорядочение, причем свойства упорядоченного состояния достаточно необычны из-аа сильных ыноговлектронннх перенормировок. Интерес к аномальным 1-магнетикам обусловлен обширными лрактичьо-кими применениями постоянных магнитов, например, на основе урана.

Учат межэлектронных корреляций, по-видимому, важен для понимания свойогв и менэа "екзотических" соединений переходных металлов^ Так, в последнее время интенсивно исследуется новый класс проводящих ферромагнетиков - так называемые полуметаллические ферромагнетики, где уровень Ферми находится в пели для парциальной плотности состояний с одной из проекций спина (сада относятся, например, гейслеровы сплавы ММпБЪ, Р-ИЯпБЪ). Эти материала представляют большой практический интерес в связи о их уникальными магнитооптическими свойствами, а также в связи с проблемой получения максимального магнитного момента насыщения.

Обсуждение магнетизма этих столь различных систем как правило проводится в ралгках полуфеноменолошческой теории спиновых флуктуация, а основное состояние рассматривается в рамках подхода отоне-ровского типа или берется из зонных расчетов. В то же время известно, что сильные межэлектронные корреляции приводят к существенным распадениям о зонной теорией, обусловленным перестройкой основного состояния (формирование хаббэрдовокш подзон в системах с сильными кулоновскими корреляциями, резонансного пика Абр/ко-сова-Сула в кондовских системах и т.д.). Таким образом, детелшзо понимание магнетизма в сил! но коррелированных системах к настоящему времени не достигнуто.

Э

Цель работы. Основная цель работы состояла в теоретическом описании в рамках многоёлектронннх моделей формирования кагнитногс упорядочения и магнитных свойств различных типов соединений с сильной мехэлектронной корреляцией и выявлении общи черт магнито-улорядоченного состояли.' Конкретно решались оледущие задачи:

1. Развитие последовательной микроскопической спин-волновой теория проводящих ферро- и антиферромагнетиков в рамках в-<1(Г) обменной модели и модели Хаббарда и вычисление вклада носителей тока в спиновых возбуждений в «I енергегаческий спектр и термодинамические свойства.

2. Теоретическое исследование електронных корреляций в лолуметал-лических ферромагнетиках.

3. Описание магнитных свойств ферромагнетиков с сильными т^ббар-довскими корреляциями и локальными моментами.

4. Построение теории магнитного состояния решеток Кондо.

5. Исследование электронного энергетического спектра двумерных проводящих антиферромагнетиков при низких, но конечных температурах.

Научная новизна диссертации определяется следующими основными положениями, которые выносятся на защиту.

1. В рамках единого подхода в модели Хаббарда и а-<1(Г) модели исследованы температурные зависимости электронного и спин-волнового спектра проводящих ферро- и антиферроыагаетаков как о использованием теории возмущений по межелектронному взаимодействия, так и в пределе сильных корреляций.

Вычислены логарифмические поправки кондовского типе к энергии спиновых возбузд..лй, намагниченности и термодинамическим свойствам проводящих магнетиков.

2. Исследован вклад неквазичастичных состояний в электронная спектр и термодинамические свойства полуметаллических ферромагнетиков. Найден не описывающийся теорией ферии-жидкости линейный по температуре вклад в телдоел^.ость. который ысжет доминировать в хаббардовском ферромагнетике с заполнением зоны, близким к половинному. Дано объяснение аномалий температурной зависимости чаототы релаксации ЯМР в МШпЭЬ и lin.fi.

3. Получен переход по концентрации носителей тока от насыщенного ферромагнетизма к ненасыщенному и дан вывод закона Кюри-Вр*сса для парамагнитной восприимчивости в модели.Хаббарда о сильными корреляциями. Найдены концентрационные зависимости постоянной ошнопой' жесткости, намагниченности насыщения, парамагнитной и ферромагнитной температуры Кюри. Показано, что подхода стонеровского типа (например, приближение - Канамора) не дают адекватного описания таких систем. Конкретно, разложение по числам заполнения носителей тока дает расходящиеся при П -* » вклады в анергию основного состояния, в то время как использование формализма много еле ктронных операторов позволяет устранить этот дефект.

4. Исследовано влектрон-магноннов взаимодействие в неупорядоченных проводящих антиферромагнетиках. Изучено влияние беспорядка на спин-волновое затухание. Найден вклад интерференции влектрон-магнойного и примесного рассеяния в проводимость при низких температурах.

5. Рассмотрено влияние спиновой динамики на проявления эффекта Коядо в периодически г-сисгемах. В частности, вычислены кондов-ские вклады в сопротивление, териоадо, парамагнитную восприимчивость, аффективное обменное взаимодействие и частоту спиновых флуктуация. Исследованы вклады кондовского типа в электронную собственную енергию в ферро- и антифедрсмагнитной фазе. Предложена самосогласованная картина формирования магнитного состояния- с существенно подавленным моментом ' насыщения в решетках Кондо. Проанализированы магнитные решения в приближении среднего поля для 8-Г обменной модели, основанном на картине гибридизации електронов проводимости с псевдофермионамн, соответствующими локализованным спинам. •

6. В рамках обобщенной модели Андерсона с силшаш корреляциями вычислен энергетический спектр полупроводника о промежуточн валентностью в магнитном поле н дано описание наблюдаемого в УЬВ12 перехода полупроводник-металл по полю. Рассмотрены аномалии нейтронного рассеяния в системах с таким спектром.

7- Проанализирован электронный енергатнчеохяй спектр двумерного квантового антиферромагнетика при конечных температурах и продемонстрирована определяхщая дгч не!х> роль ближнего магнитного порядка. Рассмотрены проявления аффекта Кондо в этой ситуации.

Достоверность результатов"диссертации обеспечивается их оотлаоиеи с имеющимися вкспарвыентальныии данными, использованием контролируемых процедур расчета (например, использованием квазикласоичео-кого разложения в в-<5(Г) модели), а также совпадением с известными строгими результатами и результатами для некоторых частных случаев, хорошо исследованных к настоящему времени (например, для слабых зонных магнетиков, ферромагнитных полупроводников).

Научная и практическая ценность. Результаты проведенных в работа теоретических исследований позволяют существенно углубить понимание природы магнетизма и особенностей магнитных свойств широкого круга й- и Г-металлоь и их соединений, в которых важную роль' играют корреляционные эффекты. В частности, рассмотрение термодинамических свойств в главе 1 позволяет описать вклада спиновых флуктуация в электронную теплоемкость и решеточнне свойства сильных вонних магнетиков. Анализ особенностей овойотв пануметодличост ких ферромагнетиков, обусловленных их электронной структурой (глава 2), дает удобный экспериментальный критерий реализации полуыетвллпческого состояния (аномалии скорости продольной ядерной релаксации). Результаты главы 3 дают простой и физически зг^яд-шЯ вывод закона Кюри-Бейсса для хаСбардоьского ферромагнетика о сильными корреляциями и локальными моментами. Рассмотрение в главе 5 позволяет понять качественную каралну формирования магнитного упорядочения в реветках Кондо (и, следовательно, в широксы круге редкоземельных и актинидных соединений с аномальными влектрониыыи свойствами) и объяснить его особенности (в частности, иалуч величину магнитного моменте). Наконец, в главе 7 предложен удобный, способ рассмотрения олоктронных и магнитных свойств двумерных антиферромагнетиков, которые обладают дальним порядком • лишь в основном состоянии. К числу методических достижений работы относится развитие теории возмущений по флуктуцруицей части гамильтб-. нлаяа в рамках формализма даухвремешшх функций Грина как в случав слабого мвшалектронного взаимодействия, так и в пределе . сильны* корреляций в представлении шюгоэлакт ровных операторов Хаббарда.

Апробация работа. Материалы диссертации докладывались на 18й и 19* Всесоюзных конфеунциях по физике магнитных явлений (Калинин, 1980; Тешкент, 1991), на Всесоюзных семинарах по оптовый волнам

(Ленинград, 1988 1990), не Всесоюзных школах физиков-теоретиков "Коуровка" (Свердловск, 1986, 1992), не 4й Всесоюзной кон ¡реш^ии по (£мзике и гама, редкоземельных полупроводников (Новосибирск, 1987). на Меядунпродных конференциях по магнетизму (Пари*. 19СЗ; Эдинбург, 1991), по физике переходных металлов (Киев, 1988), по физике сильно коррелированных систем (Санта-Фе, 1989) и по валентным флуктуециям (Рло де Жанейро, 1990).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 20 статьях, список которых приведен в конце автореферата, а также в тенист докладов конференций.

Стгуктура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списке цитированной литературы, который включает 231 осылку. Работа содержит 246 страниц текста и 7 рисунков.

ОСНОЕНОЧ СОДЕРКАНИЕ РАБОТЫ

Во введении деется краткий обзор состояния проблемы и приводится классификация сильно коррелированных магнетиков. К первой группе относятся 1-системы с сильными кулоновсюши корреляциями, которые могут проявляться в формировании либо большого спинового расщепления (полуметаллические ферромагнетики), либо хаббардовскчх подзон. Ко второй группе относятся редкоземельные или актявддные соединения, в которых имеет мэсто гибридизация или обменное взаимодействие электронов проводимости с локализованными Г-електронами. Хотя в-Г взаимодействие обычно не является сильным; оно также может приводить к существенной перестройке электронного спектра, формально связанной о инфракрасными расходвмостями (эффект Кокдо). Черты обеих групп проявляются в высокотемпературных медь-кислородных сверхпроводниках, где важны как хаббардовские корреляции, так и взаимодействие носителей тока с локалыпми моментами. Кроме того, здесь ситуация усложняется двумерны», характером спектра.

На основании изложенного формулируется цель работы к кратко излагается ее содержание.

Первая глава посвящена обсуждению спектра возбуждений ж термодинамических свойств проводящих ферромагнетики» в слго-всшкшов области температур и имеет в основном расчетный характер. Сфо^у-

лированн используемые в работе модель Хаббарда и в-й(Г) обменная модель. В то время как первая является более реалистичеокой для а-систем, последняя позволяет в ряде случьив провести более строгое рассмотрение, поскольку дает возможность использовать формальный малый параметр 1/25, где Б - спин магнитных ионов. В целом, результаты для обеих мс элей оказываются близки1п (грубо говоря, они получаются друг из друга заменой кулоновского взаимодействия и на параметр з-й(Г) обмена I). Подробные вычисления проводятся в рамках модели Хаббарда.

С использованием теории во лущений по флуктуирующей части кулоновского взаимодействие в разделе 1-1 вычисляются електронные собственные энергии. Найдены температурные зависимости влектронно-го спектра и затухания. Эти зависимости содержат более высок . степени температуры, чем намагниченность (Т^2), что связано о обусловленным симметрией обращением в нуль амплитуды влектрои-магнонного взаимодействия при нулевом импульсе магнона. В то ке время трлературная зависимость пло юсти состояний оказывается такой же, как и у <Б2>. Это объясняется, во-первых, сильной температурной зависимостью вычетов функций Грина, и, во-вторых образованием спин-поляронного "хвоста" неквазичастичных состояний верх-

V?

ней спиновой подзоны, емкость которого растет как Т. Приближенная формуле для температурной зависимости влектронных чисел заполнения может быть записана в виде

<0касио> = "ка^о + 4 пк-а<80 ~ <52>)/250 <1)

(60 - намагниченность насыщения, = п(1йа) - фермневокне функции распределения, = ^ - 5А/2, ^ - одновлектронная зонная внергия, А = 2иБ,- - спиновое расщепление). Этот результат резко отличаетоя от теории Стонера.

В разделе 1.2 исследуется спин-волновой спектр а . Получены температурные зависимости магнонного затухания и постоянной спиновое жесткости Б. Впервые подробно исследованы многсэлектронныв неаналитичеокие поправки к последней. Они пропорциональны Т^пТ и доминируют над стонеровскими поправками порядке Т2.

В разделе 1.3 анализируются как спин-волг вые, так и многовлект ронные поправки к намагниченности и термодинамическим свойствам Найден вклад в спиновую корреляционную функцию, обусловлена

затуханием магнонов на электронах проводимости ^(и), которое обусловлено стонеровскиыи воэбуадениями и конечно прк Т = О*

2?0 [ <*ц _

'-«V = * J - + ,2(и)

к ~ 'к* ~ V ' ^

(2)

Соответствующий логарифмический вклад в намагниченность насыщения Б0 имеет вид

" = " I I Ё4 1П Г" * ~ Ш МЕрШ^ 1п , (3)

Ч 4 4 +

а, ш + крА)2.

где Н0(Е) - парциальные плотности оо^гояшгй, » порядка ширины зоны проводимости. Температурные поправки к намагниченности пропорциональны (Т/Т )2 при низких температурах и (Т/Ер)^ при высоких, что качественно согласуется с результатами самосогласованной тшре-нормирыованпой флуктуационной тоории. Делее вычисляются поправки к свободной анергии и теплоемкости С(Т)!

вС(Т) = 2Ж. НтСК,)»^^) Ш й^^гу . (4)

Найденное логарифмическое увеличение тепловмкооти обобщает известные результаты для слабых зонных магнетиков (парамагнонное усиление) на олучай сильного магнетизма. Полученные поправки к свободной энергии позволяют вычислить и сравнить многоалектронный и спин-волновой вклады в тарлодинамичеокие овойства. Конкретно рассмотрены модули упругости и амплитуда локального момента на узле. Температурная зависимость последнего имеет вид

8<Б2> = -И2 - В1,5/2

при низких Г и (Т/Ер)4/^ при высоких Г.

В разделе 1.4 проведено исследование ферромагнетика о хаббар-довскими подзонами о использованием формализма многоелектрошшх Х-операторов (.Т.ЙиЬЬагб. 1965). Получэчн явные формулы для ямпли-туды електрон-мягнпшюга взаимодействия м показано, что основные

2

закономерности для температурных зависимостей спектра елеыентарнш возбуждений сохранятся и в етом случае.

Во второй главе рассматриваются электронный спектр и физические свойства полуметвллических ферромагнетиков, где для одной из парциальных плотностей состояний N^Ep) = О (в рамках простейшей нешпоаденной модели Хаббарда они описываются как насыщенные ферромагнетики ). В разделе 2.1 проводится более тщате..0ное, чем в гл.1, вычисление электронной и спиновой функций Грина в "паркетном" приближении, что позволяет построить интерполяционную схему между случаями больших и малых U. В разделе 2.2 обсуждается картина плотности состояний И(Е). Оказывается, что важный вклад в N(E) даед.1 неквазичагтичвш (некогерентные, спин-поляронные) состояния о "неправильной" проекцией спина. Эти состояния всегда имеются вблизи уровня Ферми:

К_а(Е -» ~ |Е - Sp|3/2 е(а(Е - Ер)), а = egnl, Г = О (5)

(при конечных температурах, в соответствии с рассмотрением первой главы, N_a(Ep) ~ Г^2) и могут существенно влиять на спиновую поляризацию електроыоь проводимости, наблюдаемую в емисаионных вкоперимеятах.

В разделе 2.3 вычисляется неквазичастичный аклад в электронную теплоемкость, который не описывается теорией ферромагнитной ферми-жидкооти и обусловлен температурной ьависиыостью фермиевскш функций в соответствуюцей поправке к плотности оостоякий. Поскольку в пределе слабого ыекэлектроиного взаимодействия неквазкчастичные состояния ь а-Л модели и I > 0 и в модели Хаббарда пуоты, линейный никвизичастичный вклад в С(Т) возникав''' только при I < О. Напротив, в пределе сильных корреляций, когда необходима перейти к предотьиленим подгон дырок или двоек (о малой концентрэциией с в случае п.чьолченяя зоны, близкого к половинному), такой вклад возникает и в модели Хаббавда. Лроьеденные оценки показывают, что при с -» О итог вклад пропорционален с и минирует над

"исрийльниы" вкладом порядка В етей связи отмечается, что

существенное усиление илектронной теилоемкобти за счет спиновых ^«уктуаций наблвдиатся и в ряде "полуивталлических" гейслеровых сшвьво», что, как ыадно на (4), не может быть объяснено эффектами гинв парач&гнонных. Обеуадаатоя аналогия рассмотренных некьазичао-

тичных состояний с андерсоновскими сшшонами, введенными при рассмотрении немагнитного состояния спиновой жидкости (НТВ) в теории высокотемпературных сверхпроводников. .

В разделе 2'.4 обсуждается ядерная спин-решеточная релаксация в' полуметалл!, еских ферромагнетиках. Поскольку при Т = О на уровне Ферми имеются электроны лишь о одной проекцией спина, обычный линейштй по температуре корринговский вклад в скорость продольной ядерной релаксации 1/Т1 ~ Т Нг(Ер)М1(Ер) должен отсутствовать. Неквазичастичный вклад в (Е), обусловленный тепловым возбугде-нием магнонов, пропорционален З?-^2, что дает 1/Т^ ~ вычис-

лен также вклад в 1/Т^ от затухания спиновых волн, обусловленного дагхмагношшми процессами: его температурная зависимость оказывается такой же. Таким образом, измерение ЯМР дает эффективный спо-ооб исследования основного состояния полуметаллических и близких к • ним ферромагнетиков. В нестоящее время, сильные отклонения ■ от линейного закона Корринги обнаружены в Ип^Ы (Ы.Ма1;аиига, 1966) и ШМлБЬ (Н.ЕпоМуа, 1971): для последней соединения экспериментально найдена зависимость 1/1^ = аТ + Мр*8.

В третьей главе рассматривается ферромагнетизм в системах о сильными хаббардовскими корреляциями. Во введении к ней дано описание магнитных свойств системы твердых растворов Уе^Со^ (Н.В.^ггеН et а1, 1968), которые резко отличаются от свойств слабых зонных магнетиков (ферромашетизм имеет место в широкой области концентраций электронов от п = х = 1 вплоть до п < парамагнитная восприимчивость подчиняется закону Кюри-Вейсев с постоянной Кюри, пропорциональной п. причем нет признаков ее . обменного усиления). Эта система может служить в качестве модельной при теоретическом исследовании сильного ферромагнетизма в соединениях с хорошо сформированными локальными моментами (втот случай является наиболее трудным для традиционных спи»1-флуктуаодонны1 теорий).

В качестве простейшей модели выбирается невырожденная модель Хаббарда с бесконечным отталкиванием на узле,: и при вычислениях используется представление многовлектронных хаббардовских х-опера-торов. При атом однократно занятые состояния на узле играют роль локальных моментов, а пустые узлы (дырки) - роль носителей тока.

С использованием простейшего расцепления в разделе 3.1 проводится расчет динамической машитной восприимчивости (спиновой

функции Грина) б(ч,и). Из-за нетривиального характера предельных переходов ч, а ■* 0, при нахождении статической восприимчивости х оказывается необходимым включить в гамильтониан внешнее магнитное пола м использовать процедуру, соответствующую подходу Тябликова для модели Гейяенберга. Для ее..реализации вычисляется опектр спиновых волн и используется спектральное представления для С, что дает самосогласованное уравнение для намагниченности (тюздел 3.2). Оказывается, что последнее имеет ненулевые решения при произвольных концентрациях влектронов п, " ричем при п ■» 1 ферромагнетизм оказывается, в соответствии о теоремой Нагаока, насыщенным, а при М'лых - ненасыщенным. Этот факт находится в согласии о аксперм-ментальными данными по системе пиратов Уе^Со^'

В парамагнитной области, где <Б2> = ХЬ. разложение полученного уравнения для намашиченности (раздел ?.3) позволяет исследовать температурную зависимость статичеокой восприимчивости, которая содержит как паулиовский, гак я кюри-вейссовский вклады, причем знач<.ие постоянной Кюри согласуется с полученным ранее значением намагниченности, насыщения. Температура Кюри определяется из условия раоходимости х- В низшем порядке по концентрации влектронов она совпадает с парамагнитной температурой :юри 9, однако с у эли-чеш!вы п возникает заметная разница между ними, причем Т0 > в. Концентрационные зависимости постоянной спиновой жесткости, намагниченности насыщения и Тс при малых п имеют вид

Б ~ ою2/3. 80 = 2С = ад/2, Ч!0 и 6 ~ саУЭ. л « 1.

В разделе 3,4 проводится сопоставление со стандартными подходами, основанными на теории Стонера, в частности, с подходом Канэмори (1963), где в критерии Стонера используется перенормиро-ьанное кулоновское взаимодействие - Т-матрица. С этой целью проводится строгое вычисление, электронных функций Грина в пределе низкой плотности путем разложения по числам заполнения носителей тока. Показано, что при использовании одновлектронного представления полученнные выражения приводят к асимптотике для числа дважды занятых узлов (двоек) вида ~ 1/1!, откуда следует расходимость энергии основного состояния Е(и » 1п I). В то же время использование многоелектронного подхода дает правильную асимптотику р

^ 1/1) . Таким образом, стандартные подходы не дают корректного описания формирования локальных моментов, которое, по-видшисму,

тесно связано о перестройкой основного состояния - образованием многовлектронных хаббардовских подзон.

В разделе 3-5 проводится обобщение предложенного подхода на случай в-й обменной модели с включением прямого гейзенберговского обменного взаимодействия. Вычисляется сдвиг температуры Кюри в ферромагнитных полупроводниках, который оказывается пропорциональным квадратному корню из концентрации електропов.

В четвертой главе строится спин-волновая теория проводящих антиферрсмагнетиков. В разделе 4.1 находятся магнонные поправки к электронному спектру в рамках теории возмущений по в-1 обменному параметру. В отличие от случая ферромагнетика здесь електрон-магношюе взаимодействие не ослабляемся при малых импульсах магно-на и поэтому ведущий температурные поправки к электронной энергии. как и к намагниченности подрешвтки. пропорциональны Т2. Далее вычисляются спиновые функции Грина в приближении, соответствующем теории РККИ, и обсуждается изгнонное затухание, отношение которого к чаототе оказывается не зависящим от волнового векторе.

В разделе 4.2 рассматриваются электронный и нагнанный спектры хаббардовского аитнферромагнетика с использованием "улучшенной" теории возмущений по и, которая учитывает образование антиферромагнитной щели в нулевом приближении (вмеото исходных электронных операторов путем преобразования Боголюбова вводятся новые операторы, описывающие квазичастицы в олвтеровских подзонах). Такая процедура позволяет построить единую схему, которая описывает как 1гредел слабого взаимодействия (приближение РКИО, так и предел сильных корреляций - сверхобменное андерсоновское взаимодействие в антиферромагнитнои изоляторе и двойное обменное взаимодействие в узкозонном проводнике. Получены формулы для магнонной частоты, флуктуационных поправок к электронному спектру, локальному моменту и свободной анергии. Продемонс оироьана возможность введения амплитуды влектрон-шагненного взаимодействия, которая определяет все эти величины. Для проверки точности использованного обобщенного приближения Хартри-Фока вычислена анергия основного состояния в одномерном случае и получено хорошев согласив о точный решением Либа и Ву (1968): Е = - 2.73 1.2/и рместо -2.77 г2/и при и ■» ».

В разделе 4.3 о использованием многовлектронного представления рассмотрен специальный случай антиферрсмагнетика о сильным н-а обменом | X} -» со, где имеются хаббардовскиа подзолы. Результаты в

целим согласуются о рассмотрением предыдущего раздела, кроме онациальлого случая переноса только между ближайшими соседями.

' В связи с упомянутыми особенностями електрон-ыагнонного взаимодействия в антиферромагнетике следует ожидать существенных эффек-тоз от взаимного влияния неупругого рассеяния на спиновых волнах и примесного раосояиия в гидродинамической области « 1 (1 - длина свободного пробега электронов). рассмотрение таких эффектов проводите^ в разделе 4.4. Выражение для мегнонного затухание имеет вид

. 12Н(Ер) и2 Ю^2 Ч 2 ^ - 4 (0042)2

л

где «Гц - фурье компоненты полного межопинового обменного взаимодействия, а - волновой вектор ¿СМ структуры, Вф - коэффициент диффузии влектронов. При очень малых ql « затухание пропор-

ционально квадрату частоты в ооглаоии о требованиями гидродинамики (в то время как в идеальном кристалле отношение затухания к

'. частоте постоянно). С увеличением <1 отношение затухания к частоте р

растет и при и г~> Ъ^сс может быть порядка единицы. Вычисление затухания в случае сильного беспорядка (в районе ацдерсоновсного перехода) проведено в рамках самосогласованной теории локализа1"та, а также,скейлингового подхода.

Расчет вклада в проводимость от интерференции примесного .и електрон-ыягаошого рассеяния проводится аналогично расчету Альтшулера а /ронова (1979), которые рассмотрели случай электрон-влектронного взаимодействия. Получена корневая по температуре поправка, которая может доминировать над соответствующим алектрси-■ электронным вкладом в слутае ддиннапериодических магнитных структур с малыми Ч (например, для металлического европия).

В пятой главе строится теория магнитных решеток Кона. - Во введении к главе анализируются вкспериментальные данные по магнетизму плотных кондовских систем и соединений ■ с тяжелыми фермиоиами а отмечаются характерные особенность магнитного упорядочения! малая (по сравнению с постоянной Кюри) величина момента наешцения и его высокая чувствительность к примесям, малое значение магнитной вг.тропии ь точке перехода, большая (по сравнению с температурой Кюри или Неаля) абсолютная величина парамагнитной температуры Кюри. Конкуренция аффекта.Кондо и межепиновых обменных взаимодействий определяется соотношением одиопримесной тешаратуры' Кондо

exp(1/2IN(Ep)) и Tjy^Y — 12К(Е]?), которая по порядку величины равна температуре магнитного упорядочения в пренебрежении кондоп-екии подавлением магнитных моментов. При условии Ту. < Т^^ 1вта ситуация, близкая к сличаю обычных редкоземельных металлов, действительно реализуэтся в ряде колдовских магнетиков, например, UAgCu^, CeXlgGBj) можно проводить исследование магнитной фазы в рамках теории возмущений по a-í обменному параметру I.

В разделе 5.1 в рамках периодической в-Г модели вычислены поправки к электронной собственной енергии в парамагнитной фазе при формально точном учете спиновой динамики (межузельного обменного взаимодействия), что достигается переходом к представлению точных собственных функций гейзенберго: кого гамильтониана. Вклад второго порядка имеет вид

42)<Е) - 3I2 Y [ 1« K_(CJ) f —--— + , (7)

где Kq(tt) - спиновая спектральная : ¡отность. Интегралы о фермиег скими функциями приводят к возникновению расходимостей колдовского типа 1п(тах{Е.Г,ы}), где ü - характерная частота спиновых флуктуа-ций, В отсчитыввется от Ер. В классическом пределе, когда К нечетна по и, сингулярные вклада компенсируются. В квантовом случае £(Е) резко меняется вблизи уровня Ферми, что приводит к сильной перенормировке олектронной аффективной мессы. В случае хорошо локализованных спиновых флуктуация 1/ы. Таким образом, при наличии спиновой динамики эффекты кондовского типа возникают уже во втором порядке по s-f обмену.

Вычисление обычного кондовский вклада третьего порядка с учетом спиновой динамики приводит к результату

Im43)(S) = 6я13Н(Е) Г rtu г К„(Ю ■ - . (8)

* J q 4 W

Таким образом, в Iml имеем 1п|Е| (1/2) ЩВ2 + б2), а в Reí, в силу аналитических свойств, sgn В -» (2/я) arotg(E/w), так что в сопротивлении Я(Т) имеет место размытие логарифмической сингулярности, InT -» (V2) ln(T2 + ü2). Аналогичная замена имеет место и в других физических величинах /магнитной восприимчивости, теплоемкости), что демонстрируется с помощью обобщения расцепления

Кагэока на случая решетки. Учет спиновой динамики в аномальной кондовском вкладе в термовдс, который возникает при учете примесного рассеяния V, "перемешивающего" Reí и IroE, дает

, QW г Ä j № i Ч?1 = - Ä ¿¡¿г^ • W)

Вблизи точка магнитного перехода Ту величина у имеет неаналитический вклад порядка (Г - Ту)1-01 (а - критический индекс теплоемкости) . Повтому аномалии кинетических свойств кондовских магнетиков в Ту должны быть существенно сильнее, чем в случае обычных магаети-ков. Так. сильные аномалии (изломы) терыоедо в точке Нееля наблюдаются в CeyLl. Calrij, UCu^.

В разделе 5.- исследуются аномалии колдовского типа в ыагнито-упорядоченных фазах. Формулы для электронной'собственной внергии в ферромагнетике, полученные в главе 1, анализируются для случая в-Г модели. Соответствующие поправки к аффективной массе (см.(4)) в случае взаимодействия РККИ имеют порядок ln(Ep/IS). Отмечается возможная роль неквазичастичных вкладов в примесное сопротивление

SR(T)~ V2JdB (~af(i.)/aE) 6N(E) ~ T3/2 (10)

(см.(5)) для объяснения температураofi зависимости сопротивления ферромагнитных переходных металлов при сверхнизких температурах.

В антиферромагнетике вклады кондовокого типа в собственную анергию возникают в третьем порядке теории возмущений и отмывают перенормировку антиферромагнитной щели.

М разделе 5-3 обсуждаются неаналитические вклады в момент насы-р _ _

щения порядка I Ina и энергию основного состояния порядка Ги Ina. Последние могут Сыть записаны как для ферро-, так и для аитиферро-фазы в виде

вЕ = й Г >q §q ■ <11>

В разделе 5.4 вычисляются колдовские поправки к однородною и неоднородной магнитной восприимчивости. Полученные результаты позволяют найти перюиормировки постоянной Кюри и межспиновых обменных взаимодейотвий, которые имеют вид

№

С(Ф) = 4 Б(Б+1) [ 1 - 412р21п -г- 1 (12>

3 тах(Т,Ы) '

81п2к эЯ

ДЕ.Г) = Лй) [ 1 + 412р2 Г 1--Ц 1 1а -г- )• (13)

V I (Ь^Г ^ тах(Т.и) '

где р = Н(Ер). Эта выражения обобщают известные результаты для одно- и двухлримесной задачи на случай решетки.

В разделе 5.4 находится перенормировка частоты спиновых возбуждений. В парамагнитной области она определяется по второму моменту динамической магнитной восприимчивости. В приближении ближайших соседей с Я = а:

а„ = и,,(1=0) [ 1 - 212р2 Г 1--'-С] Ш--] . (14)

-I (ку&)2 J юахСГ.ы) '

Аналогичные результаты получаются „.¿я анергии магнонов в ферро- 1 антиферромагнитной фазах.

Проведенное в рамках теории возмущений рассмотрение позволяет дать качественное описание формирования ивгнитного упорядочения в колдовских системах. Именно, при понижении температуры исходя из парамагнитой фазы происходит кондсвская "компенсация" магнитного момента (см. (12)). Однако, в отличие от однопримесного случая, степень компенсации определяется величиной (Т2 + в2)1"'2, а не Т, причем величина 5 сама уменьшается с понижением Т. Этот процесс может прекратиться вблизи границы области сильной связи, в результате чего формируется единый внергегический масштаб ы ~ Т^ и состояние о малым, но конечным моментом насыщения.

Поскольку описание кроссовера при периода от области высоких температур к режиму сильной свя л н<} поддается аналитическому исследованию, представляет интерес специальное исследование области Т « Рассмотрение основного состояния кондовских »'вгнетиков выложено в разделе 5.6 в рамках приближения среднего поля, основанного не подходе Коулмана и Андрея <19&9)- При втом для спиновых операторов используется псевдсферыиокное представление и вводятся аномальные ерь,лие, ошсываициэ гибридизацию электронсв проводимости с псевдофермионаш. Спектр в получающейся эффективной гибрида-эационной модели содержит узкие и острые пики плотности ооотояний

по краям щели с шириной порядка тк, причем псевдофермионы дают них основной лклад. Такая картина спектра, отражаюцая факт дело калиэации псевдсферыионов, подтверждается спектроскопическим данными и наблюдением больших електронных масс в эффекте дв Гааз - ван Альфвна, а для упорядоченной фазы - немонотонными темпера турными зависимостями намагниченности ряда ферромагнетиков демонстрирующих эффект Кондо или промежуточную валентност (Sm^ABj, ^Sbj, Euffi).

Исследование уравнений самосогласования для намагниченности химических потенциалов влектронов Д и псевдсфермионов w ~ Тк (в рассматриваемой модели их числа сохраняются независимо) и вффек тивной гибридизации) показывает, что возможны три типа ферромаг нитных решений.

Решения первого типа описывает состояние с малым спиновы) расщеплением. Соответствующее уравнение для намагниченности

, Н(И + 1 + 2§) _ ( J . Jg

th ~ Г flE--« —

l4%(i+1-2S) ) "

(где введена функция Ji(n). J ■ JQ) не имеет нетривиальных решений) если затравочная плотность состояний р(Е) = const. В более обще* олучае, такие решения могут возникать при J ~ Tj..

Решения второго типа дают спиновое расщепление, превышающее энергетическую щель. При р = couBt такое состояние неустойчиво, как показывает расчет полной энергии.

Наконец, решения третьего типа описывают полуыеталличеоко€ состояние, в котором Ц лежит в щели для подзоны со спином вниз. При втом намагниченность определяется только концентрацией влектронов проводимоса п. Лри п < 1

n? = 1 - л/2, xil = и/2, ё = (1 - п)/2,

так что каждый электрон проводимости "компенсирует" один локализованный спив вследствие колдовской экранировки в режиме сильной свяви. Для р = const это состояние всегда энергетически выгодно по сравнению с немагнитным кондовским. С увеличением J при J(1 - п/2) я Тк происходит фазовый переход первого рода в обычное магнитное ооотояние о полным подавлением эффекта Кондо.

Исследование критерия антиферромагнетизма оказывается более

простым, поскольку здесь спиновая зависимость эффективной гибридизации не играет существенной роли, и проводится путем раочета неоднородной магнитной восприимчивости. Основной вклад в нее дают переходы между гибридизвционными пиками плотности состояний: Xq ~ так что УпоРяД°ченИ0 возникает при J~

В рамках теории возмущений по флуктуирующей части гейзенберговского взаимодействия вычисляются поправки к приближению среднего поля от спиновых флуктуация. Результаты оказываются аналогичттми результатам разделов 5.1-5.3; при атом параметр в-f обмена I заменяется на параметр межсгинового взаммодейотвия J, а гарактер-ный енергетический масштаб в зоне проводимости имеет порядок Т^. В частности, поправка к намагниченности насыщения имеет вид

5S ~ - (J/TK) ln(TK/J)

и может быть вел.иса при J ~ Г^. Таким образом, и в етом случае возможно формирование состояв .я с малым моментом.

В целом, магнетизм решеток Ковдо имеет как "зонные" черты (нецелое значение магнитного момента и его связь со структурой плотности оостояний), так и "локализованные" (определяющая роль меж-уэельного обмена для магнитного упорядочения). Обоукдается аналогия магнитных решеток Кондо со слабыми зонными магнетиками и возможность определяющей роли многоэлектронных перенормировок в основном состоянии последних, т.е. для близости к критерию Стонера.

В шестой главе обсуждаются магнитные свойства систем с промежуточной валентностью. В разделе 6.1 исследуются электронный и шшн-волновой спектр в рынках обобщенной периодической модели Андерсона

н = I (*Аоск<г + ЧАа + V°kAa + + «X di\ditdi\diA,

на 1

где V^ - матричные элементы элемент гибридизации между коллективизированными и локализованными состояниями. Если А - энергия f-уровней, вта модель соответствует ситуации промежуточной валентности. Кроме того, она описывает носители тока в ОиС^-шюсностях высокотемпературных сверхпроводников (при этой t = oonst - р-уровни кислороде, & - 1-уровнм меди). Вычисления поводятся для ферро- и антиферромагнитной фазы как в рацкех теории возмущений по флуктуирующей части кулоновского взаимодействия (обобщенное приближение Хартри-Фока), так и в пределе сильных корреляций U * » (в

атсм случае используется формализм многовлактронных Х-оиераторов к теория возмущений по флуктуируюцей часта гибридизации). В ситуации промежуточной валентности оба подхода дают близкие результаты; щи А -» - к (кондовский предел почти целой валентности) они сводятся к результатам дл>, e-f модели о эффективным в-i обменом, соответствующим преобразованию Шриффера-Вольфа (1966). Второй подход позволяет же воспроизвести результаты главы 3 для уэкозо дой модели Хеббардг: о аффективным интегралом переноса teJ = V2/(t -А). Показана возможность введения при произвольных параметрах модели амплитуда алектрон-магнонного взаимодейстния, определяющей м а тонную частоту и поправку к электронному спектру.

В раздело 6.2 рассматривается парамагнитная фаза узкощелевых полупроводников с промежуточной валентностью (к этим веществам относятся SmBg, золотая фаза StnS. YbB12> ®nSe; оюда же примыкают изоляторные решетки Кондо типа CeViSn). Вычисляется спектр одно-частичнш возбуждений в магнитном поле. Полевая зависимость перенормированной гибридизационной щели между состояниями о различными проекциями сшша имеет простой вид

5(h) = «(О) - Mjh.

где (ij - магнитный момент Г-вдектроЯов. При h = o/fit происходит переход полупроводник-металл; он действительно наблюдается в vfcB^ в поле порядка 200 кЭ (K.Buglywm et «1, 1987). Рассчитана полевая зависимость электронной теплоемкости (такая зависимость характерна для ouei-eu о пиками плотности состояний вблизи уровня Фермы)!

O(h.g) ö(h.O)

ohC^h/T). Г « 5

о о • (15)

1 ♦ 5 'S » 8, Jljh

Вычислена отатическая магнитная воопршшчивооть. При Т = О она определяется вкладом межзошшх переходов и имеет порядок обычно! паулнвьской аосприйм^ивостиt

Х(0) а 2(/Jj. - ^)2р(Ву), (16)

причем *(0) исчезает в "синглетном" случае ц^ а (большие величина х(0) ь реальных полупроводниках о IIB. по-шдимому, определяются вьи-флековским вкладом, например, иола либо примесями). При высоких температурах Т » ¡5 (непряма^ ьнвргетичеокая щель 8

играет роль температуры Кондо) х определяется вкладом внутриэоштх переходов, который подчиняется закону Кюри вследствие резкой (энергетической зависимости плотности состояний, х(Т) ~ и2 р(Вр)/Г. 'с понижением Т этот вклад проходит через максимум и экспоненциально падает при т < а.

Наконец, в проотейшем приближении свободных квазичастиц рассчитана динамическая магнитная восприимчивость х(ч.и). Если вектор д близок к вектору, соединяющему экстремумы гибртдизационлых подзон, имеет место сильное рассеяние нейтронов о пороговой передачей анергии, равной энергетической щели:

1ш х(Ч.ч) = *р(Вр) ^ Ц* в(и - 2«)~ (И/1)2 (а >,26). (1?)'

Это рассеяние обусловлено переходами между острыми пиками плотности состояний.

В седьмой главе исследуе.ся энергетический спектр носителей тока в квантовом двумерном антиферромагнетике. Трудность рассмотрения этой проблемы при конечных температурах заключается в том, что дальний магнитный порядок отсутствует. В то яе время корреляционная длина 5 при низких Т экспоненциально велика и физически очевидно, что сильный ближний порядок должен оказывать сильное влияние но движение электронов. В последнее время были построены самосогласованные сйин-волновые теории низкоразмерных гейзенберговских магнетиков, использующие нелинейные представления Швингера либо Дайсона-Ыалеева для опиновых операторов и позволяющие, получить плавный переход от Т = О к конечным Т. При этом ближний порядок описывается аномальными средними бозевскнх операторов, а магнитное упорядочение - как бозе-конденсация. В рамках такого формализма в разделе 7.1 вычисляется спиновая спектральная плотность, которая представляется в виде

у и) = 8^(1, Ац ♦ 5вГ(Т) | —а. | X

X [(1 4-нч) 5(Ы + ыч) V в(ы - ач))( (18)

где Ад и Ау - дельта-функции 6(4-0) н'5(и), размытие на масштаба!

и и(5~1) — ¿/^ соответственна. спектр созовсюа возбуждений

содержит щель порядка £ , для простой квадратной решетки

= (cos qx + оов Чу.1 '2.

Sej(T) - эффективная намагниченность подрешетки, определяема) интенсивностью парного спинового коррелятора, причем

Sef(T) = g(0) - oonet. Т.

Подстановка (18) в (7) дает выражение для собственной энергии i s-d(I) модели

r(2)(E) = i!i>: + г fiiA

S'XW q.|q-<3|>r11 1 f

f 1 ~ + + N„ 1

х -gig—а + —т—а_ ш

I Е - t, , -0 E-t,. +U J. k+q q k+q q *

Первый член в (19) описывает форыиро 1ние антиферромагнитной щели, а второй - взаимодействие со спиновыми волнами. Итак, структура спектре оказывается такой же, как и в упорядоченной фазе. Зависимость электронной енергии от температуры линейна.

Исследуется энергетическая зависимость плотности состояний. Неквазичастичные вклады второго порядка по I дают поправки порядка (E/J)2 а кондовские члены третьего порядка - линейную зависимость. Как и зависимость спектра, линейная зависимость N(E) может давать линейную температурную зависимость примесного сопротивления.

В разделе 7.3 рассматривавтся формирование новых незатухающих квазичастиц вблизи дна затравочной зоны (ранее эта задача исследовалась в случае t-J модели, соответствующей узкозонному . пределу, при Т = 0, С.1.К«~*е et al., 19В9). С этой целью записывается самосогласованное интегральное уравнение, получавдееся "ужирненнем" выражения (19). В случае одного електрона

Г 1 ф 11/2

* l2 I ( 77^ j W* " V • (20)

Далее используется приближение "доминирующего полюса" Gk(E) = ak/(E - <) + Glnooh(k.E),

1/2

х

где а^ - вычет в полюсе, описывающем новые квазичастицы. -

некогерентный (неквазичастичный) вклад в функцию Грчна. В результате находим

1 г-

I2/|Jt| d = 2

о ' (21)

(IdS/r) ln|t/JS| d = Э

-1 - ! ~

о

Таким образом, в двумерной случае при I » |Jt| новые кваэичастицы оказываются тяжелыми (m*/m - а-1 > 1), в то время как в трехмерной ситуации усиление эффективгой ывооы лишь логьрифьшчвскоо. Аналогичные результаты в пределе 111 •» » mit т вид

|t/JS2| 4=2

(22)

(VS) ln|t/JS| d = 3

что согласуется с известными результатами в t-J модели. Рассмотрена также далекая парамагнитная область, где спиновая динамш является диффузионной. В етои случае новыа квазичастнцц оказываются сильно затухающими.

В заключении еще раз перечисляются основные вывода диссертации и формулируются возможные направления дальнейших исследований. Главный результат работы состоит в описании двух типов магнитных состояний с сильными корреляцляил: насыщенного (полуиеталличес-кого) состояния с максимально возможным моментом насыщения и состояния с малым моментом. При этом малый момент может формироваться вследствие различных причин: флуктуация парамагнойного типа в основном состоянии; эффекте Кондо, перенормированного за счет спиновой динамики; усиления нулевых колебаний в низкорвзмерных и фрустрированных гейзенберговских антиферр"магнетиках.

Другим принципиальным выводом работы являетоя важная роль в сильно коррелированных магнитных системах неквазичастичных (некогерентных) состояний. В случае насыщенного хаббардовског^ ферромагнетика такие состояния играют существенную роль при интерпретации экспериментальных денных, а также необходимы для удовлетворения правил сумм, обеепечиваицих непротиворечивое опасение ферро-мвгш1тного состояния. Нокорб)рентные состояния вносят также значительный вклад в плектронный спектр двумерного антиферрсмагнатика.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. С использованием теории возмущения по флуктуирующей части межэлектронного взаимодействия (либо флуктуирующей части переноса I пределе сильных корреля. Л) развит единый подход в модели Хаббард« и в-<1(Т) обменной модели для описания электронного и спин-волнового спектров проводящих ферро- и антиферромагнетиков. Вычислены логарифмические поправки кондовского типа к внергии спиновш возбуждений, намагниченности 1 гермодошаш.лзким свойствам. Найдены соответствующие температурные зависимости, обобщающие известные результаты для слабых зонных магнетиков на случай сильногс магнетизма.

2. Продемонстрирована важная роль неквазичастичных состоят про рассмотрении электронного спектра и физичеоких свойств полуметаллических ферромагнетиков, в частности, спиновой поляризации носителей тока. Найден не описывающийся теорюй ферромагнитной ферыи жидкости линейный по температуре вклад в теплоемкость, когорт может доминировать в хаббардовском ферромагнетике с заполнение] зоны, близким к половинному. Дано объяснение аномалий температур ной зависимости частоты релаксации ЯМР в НШпБЬ и Мп^Ы.

3. В рамках самосогласованной процедуры вычисления динамическо: магнитной восприимчивости дан вывод закона Кюри-Вейсса и получе: переход по концентрации носителей тока п от насыщенного ферромаг нетизма к ненасыщенному в рамках модели Хаббарща с сильными корре ляциями. Исследованы концентрационные зависимости постоянной Кюри намагниченности насыщения, парамагнитной и ферромагнитной темпера тури Кюри. Болуче-.лыв результаты находятся в согласии о вкспери ментальными данными по сиотеме ^Со^. Показано, что одход стонеровского типа (например, приближение Канамори) не дают адек ватного описания таких систем. В частности, разложение по числа заполнения электронов дает вклада в анергию основного состояния расходящиеся при и + », гак что предельные переходы и -» ю, п -» неперестановочны. В то же время использование формализма много электронных операторов позволяет преодолеть ту трудность.

4. Исследовано электрон-магнонноа взаимодействие в неупорядоченны проводящих антиферромагнетиках. Показано, что влияние беспорядк

на спин-вси овое затухание является существенным в гидродинамической области. Найден вклад интерференции влектрон-магнонного, и примесного рассеяния в корневую по температуре поправку к проводимости при с- грхнизких Т.

5. Рассмотрено влияние спиновой динамики (межузольных обменных взаимодействий) на проявления эффекта Кондо в периодических решетках 1-спинов и получено обрезание соответствующих логарифмических расходимостей. Вычислены кондовские выследи в сопротивление, термо-вдс, парамагнитную восприимчивость, эффективное обменное взаимодействие и частоту спиновых флуктувций. Исследованы вклады кондов-скс^о типа в электронную собственную энергию в ферро- и анти<?ерро-; магнитной фазах. На основе этих результатов предложена самосогласованная картина формирования машитоупорядоченного состояния в решетках Кондо о существенно подавленным моментом насыщения.

Проанализированы магнитные решения в приближении среднего поля для в-1 обменной модели, основанном на картине гибридизации елэкт-ронов проводимости с псевдофермионами, соответствующими лэкзлизб- , ванным спинам. В случае ферромагнетика показана устойчивость полуметаллического состояния, в котором каждый электрон компенсирует один Г-спин. Найден логарифмический вклад флуктуаций гейзенберговского взаимодействия в момент насыщения.

6. В рвмках обобщенной периодической модели Андерсона исследованы электронный и спин-волновой спектр в ферро- и антиферромагнитной фазе. Бычислея энергетический спектр полупроводника с промежуточной валентностью в магнитном поле и дано описание наблюдаемого в УЪВ.|2 перехода полупроводник-металл по полю. Найдены статическая и динамическая магнитные восприимчивости. Рассмотрены аномалии нейтронного рассеяния, обусловленные габридизационным характером спекггрэ.

7. С использованием нелинейных б озонных представлений для гейзенберговской подсистемы проанализирован электронный спектр двумерного квантового антиферромагнегикя при конечных температурах. Показано, что вследствие сильного ближнего пор.1Дка он сохраняет основные черты спектра в основном состоянии (в частности, антиферромагнитную щель). Дано описание формирующейся ^зкой квазичастичной зоны. Рассмотрены проявления эффекта Кондо, которые оказываются более сильными, чем в трехмерней ситуации*.

Основное содержание диссертации опубликовано в следг лцих работах:

1. Ирхин В.Ю. Температурная зависимость электронного спектра аятиферро- и ферримагнитных полупроводников. -ФТТ, 1986, т.28, N10, о.3066-3073.

2. Ирхин ™.Ю., Кацнельсон Ы.И. Полупроводники с промежуточной валонтностыо в магнитном поле.- ФТТ. 1937. т.29. N5,

с.1461-1466.

3. Ирхин В.Ю., Кацнельсон Ы.И. Электрон-Mai^онное взаимодействие в неупорядоченных проводящих антиферромагнетиках.-ФТТ, 1987,

т.29, о.303-305.

4. луслендер М.И., Ирхин В.Ю., Кацнельсон Ы.И. Магнетизм коллективизированных электронов в узких энергетических зс эх.-ОЫМ, 1988, т.65, N1, с.57-65.

5. Ирхин В.Ю., Кацнельсон М.И. Электрон-ыягнонное взаимодействие в проводящих антиферроыагнетиках.1986, т.65, N3. о.446-455.

6. Ирхин В.Ю., Кацнельсон Ы.И. Электрон-магнонное взаимодействие в коллективизированных ферромагнетиках.- Ш, 1988, т.66, W1,

с.41-52.

7. Ирхин В.Ю., Кацнельсон Ы.И. Эффект Кондо и спиновая динамика в аномальных редкоземельных и актинидных магнетиках.-ФТТ, 1988, Т.30, N8, с.2273-2278.

8. Auslender M.I., Irkhln V.Yu., Katsnelaon M.I. Itinerant electron ferromagnatlem in narrow energy bands.-J.Phys.O, 1988, v.21, N32, p.5521-5537.

9. Irkhln V.Yu., Katsnelaon M.I. Kondo effeot, spin dynamics and magnetism in a-imalous rare earth and actinide compounds.-Z.Phys.B, 1989, v.75, N1, p.67-76.

10.Irkhln V.Yu.. Katsnelson M.I. Kondo effect, spin dynamics and magnetlBm In anomalous rare earth and aotlnide compounds. II. The problem of the ground state.- Z.Phys.B, 1991, v.82, N1, p.77-85.

11.Irkhln V.Yu., Entells AA. Spin waves in a Hubbard antiferromagnet.-J.Phys.:Cond.Mat., 1989, v.1. N26, p.4111-4120.

1?..VonaovaVy S.V., Irkhln V.Yu., Katsnelson Ы.1. On the theory of magnetic heavy electron systems. - Physion B, 1990, v.163, p.321-324-

13-Ирхин В.Ю., Кацнельсон М.И. Термодинамические, аттические и магнитные свойстве полупроводников о промежуточной валентностью. В сб.: Физхг» и химия редкоземельных полупроводников. Под ред, К.Е.Мироиова, Новосибирск, 1990, о.10-14.

14.1г:Л1п V.V\i., Katenelbon M.I. Ground atate and eleolron-magnon interaotion In an Itinerant ferromaenett hall-metallio ferromagneta.- J.Phye.tCond.Mat., 1990, v.2, N34, p.7151-7172.

I5.1rkhin V.Yu., Kateneleon M.I. RVB-type atatoa in systems with charge and spin degrees oí Ггеейовн Sm^Se^, Y^So^Mnj eto.-Phys.Lett.A, 1990, 7.150, N1, p.47-50.

l6.Irkhin V.Yu., Katanelson M.I. On th roean-fiel theory ot magnatioally ordered Kondo lattices.- J.Phya.rCond.lfat., 1990, v.2, N43. p.0715-8720.

17.Ирхин В.Ю., Кацнельоон М.И. Проблеме кондовских ыагнетж«ов. -ШЫ. 1991, N1, 0.16-33.

18.Vonsovsky S.V., Irklun V u., Katenelaon M.I. Magnetism in Kondo lattioea.- physioa B, 199.. v.171, p.135-137.

19.Irkhin V.Yu., Katanelson M.I. Current oarriera in a quantum two-dimensional antiierromagjiet.- J.Phys.iCond.Mat., 1991, v.3, N33, p.6439-6453.

20.1rkhin V.Yu., EnteliB A.M. Spin wavea in a generalized

Anderson-lattice model.- Fhya.atat.Bol.(b), 1992, 7.169, Hi. p.139-199.