Модели магнитных кластеров в YBa2Cu3O6+y и CuGeO3 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

Еремина, Рушана Михайловна АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Казань МЕСТО ЗАЩИТЫ
1999 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.11 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Модели магнитных кластеров в YBa2Cu3O6+y и CuGeO3»
 
Автореферат диссертации на тему "Модели магнитных кластеров в YBa2Cu3O6+y и CuGeO3"

РГб од

1 .... и - - .1

На правах рукописи

ЕРЕМИНА РУШАНА МИХАЙЛОВНА

МОДЕЛИ МАГНИТНЫХ КЛАСТЕРОВ В УВа2Сиз06+уи СиСеОз.

01.04.11 -физика мапгатных явлений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Казань-1999

Работа выполнена в Казанском физико-техническом институте им.Е.К.Завойского КНЦ РАН.

Научный консультант:

доктор физико-математических наук, профессор

М.А.Теплов.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор И.АГарифуллин,

кандидат физико-математических наук, с.н.с. А.А.Гиппиус.

Ведущая организация:

Уральский государственный университет

г.Екатеринбург

Защита состоится " 3 » — 2000г. в 1430 часов на

заседании диссертационного совета Д.003.71.01 в Казанском физико-техническом институте по адресу: 420029, г.Казань, ул.Сибирский тракт, 10/7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского физико-технического института им.Е.К.Завойского КНЦ РАН.

Автореферат разослан" ^ "

2000г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.ф.-м.н. ^

Г-Мб. 922 90

М.МШакирзянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Диссертация посвящена исследованию новых специфических магнитных объектов -кластеров в УВа2СизОб^, и CuGe03, интерпретации их спектров ЭПР и удельной теплоемкости УВагСизОб^-у при низких температурах. Актуальность темы исследования.

CuGeCh - первое неорганическое соединение, в котором обнаружен спин-пайерлсовский переход [1]. В спин-пайерлсовской фазе происходит смещение позиций атомов, и в антиферромагнигной гейзенберговской цепочке спинов с S=l/2 образуются димеры с синглетным основным состоянием, и тогда вещество становится диамагнитным. Исследования этого соединения находятся на самом начальном этапе, и вследствии этого, целый ряд экспериментальных фактов еще остается непонятным. Так, уменьшение магнитной восприимчивости с температурой ( T<Tsp =14.5К ), свидетельствующее о спин-пайерлсовском переходе, при температурах ниже 4-5 К неожиданно сменяется её ростом. Даже в сверхчистых образцах CuGe03 низкотемпературная магнитная восприимчивость растет с понижением температуры, что, по-видимому, свидетельствует об образовании дефектных магнитных центров в спин- пайерлсовской фазе. Это соображение подтверждается данными нейтронного рассеяния и ЭПР в чистом CuGeCb и допированном ионами Ni, Zn, Si и др. [2]. В спектре ЭПР чистых CuGeCb наблюдается линия с эффективным g-фактором значительно меньшим g=2. Аналогичная ситуация наблюдается и в спектрах ЭПР CuGeCb, допированного ионами никеля. Можно предположить, что образование магнитных центров в CuGe03 происходит в квазиодномерных цепочках меди. В этом смысле ситуация аналогичная и в УВагСизОб+у, где возможно формирование медно-кислородных кластеров в цепях и в плоскостях СиОг Для этого соединения уже были предложены модели медно-кислородных кластеров [3, 4]. В то же время некоторые экспериментальные результаты в YBaiCujOe.y еще не имеют объяснения. В частности, при анализе температурной зависимости удельной теплоемкости при низких температурах (<ЗК) в УВагСизОб.у был выявлен непонятного происхождения вклад, который авторы [5] назвали "избыточным". В этих же веществах после нагревания их до -850° и последующей закалке в азоте ниже 40К наблюдается "странный" низкотемпературный спектр ЭПР с различной температурной зависимостью эффективных g-факторов в Х- и Q-

диапазонах [6]. Температурная зависимость интегральной интенсивности этого сигнала не описывается законом Кюри. При промежуточных индексах допирования 0<у<1 в спектре ЭПР УВагСизОб*, наблюдаются сигналы с эффективными §-факто-рами больше двойки. Цель работы.:

-Проанализировать имеющиеся модели парамагнитных центров в УВагСизОб+у с целью интерпретации экспериментальных данных по ЭПР и удельной теплоемкости, в случае необходимости рассмотреть новые модели.

-Основываясь на результатах, полученных в первой части данной диссертации, рассмотреть модели магнитных кластеров, определяющих магнетизм германата меди при температурах ниже температуры спин-пайерлсовского перехода; рассчитать распределения спиновых плотностей около доменных стенок в чистом СиСеОз и вокруг примесных ионов Хп и № в спин-пайерлсовской фазе; установить причину аномально малых значений эффективных §-факторов. Научная новизна.

Предложены новые модели кластеров переменной валентности в "цепях УВагСизОб.зб, позволившие объяснить данные ЭПР с ¿^¡4.2 и $=2 Показано, что уменьшение эффективных g -факторов ЭПР парамагнитных центров в СивеОэ связано с наличием антисимметричного обменного взаимодействия Дшюшинского-Мория. Научная и практическая ценность.

Предложено объяснение температурной зависимости интегральной интенсивности низкотемпературного сигнала ЭПР с §«2.1 в УВагСизО«^, используя модель медно-кислородного кластера с 8=2. Эта же модель позволила объяснить температурную зависимость удельной теплоемкости при низких температурах в YBa2Cu.1O6.y-Предложенное нами объяснение аномалии в температурной зависимости удельной теплоемкости было принято и подтверждено американскими физиками [7]. Интерпретация интенсивности низкотемпературного сигнала ЭПР недавно была поддержана в работах [8]. Описанные нами линии ЭПР в слабых магнитных полях стимулировали теоретические расчеты по энергии стабилизации магнитных поляронов [9].

На основе Ы модели рассчитаны уровни энергии кластеров меди переменной валентности при неполном кислородном заполнении цепей УВагСизОб+у. Установлено, что основные состояния кластеров не зависят от значгний I и ). Так, для двухзвенного кластера Си2+-"Си3ъ'-Си2~ основное состояние всегда синглет, а для трехзвенного кластера Си2*-"Си3"-Си2'-Си2* основное состояние соответствует эффективному спину 5=1/2.

Рассчитано распределение спиновой плотности в специфических мезоско-пических объектах-кластерах, формирующихся около доменных стенок в чистом СивеОз или около иона примеси. Уменьшение эффективных значений g-фaктopoв объяснено наличием антисимметричного обменного взаимодействия Дзялошинского-Мория. Найдено, что вектор антисимметричного обменного взаимодействия направлен перпендикулярно оси с кристалла. Научная апробация.

Основные результаты работы докладывались на учёном совете Казанского физико-технического института им.Е.К.Завойского КНЦРАН, а также на: -Молодежных научных школах "Актуальные проблемы магнитного резонанса и его приложений", которые проходили в Казани 3-6 ноября 1998 года, 2-5 ноября 1999 года,

-14-ой Международной школе- семинаре " Новые магнитные материалы микроэлектроники" - 23-26 июня 1998 г. Москва,

-13-ой Международной школе по физике твердого тела, проходившей в Италии (Сицилия) 9-17 июня 1998 года,

-Специализированном Коллоквиуме АМПЕРЕ в Пизе, Италия 14-18 июля 1999 года, -Международной конференции по физике низких температур ЬТ-22 4-11 августа 1999 года в Хельсинки, Финляндия.

Работа выполнялась согласно планам НИР КНЦ РАН и федеральной целевой программе 'Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы", проект №241. Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей и 6 тезисов докладов.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы из 122 наименований. Общий объем работы - 95 страниц машинописного текста, включая 28 рисунков и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Во введении обосновывается выбор темы, формулируются цель и задачи исследования, кратко описано содержание диссертации.

В первой главе дан краткий обзор моделей медно-кислородных кластеров в плоскости СиОг в УВагСиэОб^. Отмечаются ранние работы по ЭПР этих соединений [3, 6, 10] и др.. Приведены основные энергетические характеристики медно-кислородных кластеров с целым и полуцелым спинами [3, 4]. Затем на основе модели медно-кислородного кластера [4], энергетический спектр которого описывается гамильтонианом:

2 2

Не^ = +1) + ) (где & - общий спин, принимающий значения 2, 1 и 0)

описаны температурные зависимости интегральных интенсивностей низкотемпературного сигнала (§«2.1) ЭПР в УагСизО«^ с у=0.25 и у=0.85. На Рис. 1. приведена температурная зависимость интенсивности ( I ) линии ЭПР с g«2.1 для образца УВа2СизОб 25 - Сплошная линия на Рис. 1 рассчитана по формуле:

Г

А ■ 1 - ехи ---

^ кТ ^

I = Т-т~5--7-\-7-, (1)

где е,- энергии нижайших подуровней состояния 5=2, описываемых спин-гамильтонианом вида:

Н = Вв^ - Е.РН^, - В,Р(Н181 + Ну8у), (2)

{5еа=2.1, А=75000 от.ед. Величины §¿=2.05, =2.25 были получены путем сопоставления экспериментальной линии ЭПР с 1 с теоретически рассчитанным спектром. Значение Б =0.08шеУ не варьировалось, а было взято из анализа температурной зависимости удельной теплоемкости УВагСизОб»у при низких температурах.

1000 а

4

100

т

J___1, 1 I ! I

10 т, к

Рис. 1. Температурная зависимость интенсивности сигнала ЭПР для образца с кислородным индексом 6.25 - •. Сплошная линия проведена по формуле (1). Пунктирная линия соответствует зависимости согк^Т (закон Кюри).

сГ 14 ■

О

1 12

1

^ Ю

-а о*

I

N

О

и

8 -

б -

1 1 ч-

- \ V ___

1 1 1 1 1 11 _1_ 1- ■ 1 1 1 1 1 1

1

Т(К)

10

Рис.2. Температурная зависимость удельной теплоемкости после вычета вклада Дебая в нулевом магнитном поле [11]. Сплошная линия проведена в предположении, что в удельную теплоемкость вносят вклады парамагнитные центры с Й=2 плюс электроны проводимости у(0)Т, у(0) = 4.91 пг1/(шо! К).

4

Интегрирование по углу 3 введено из-за того, что образцы были неориентированными порошками. И -в нашем случае подгоночный параметр, который оказался равным 0.8теУ.

Далее обсуждается проблема интерпретации температурной зависимости удельной теплоемкости. При анализе результататов измерения температурной зависимости удельной теплоемкости в УВагСизОб^у при низких температурах [5,11] было установлено, что кроме вкладов решетки, электронов проводимости и магнитных расщеплений центров с 8=1/2 имеется еще неизвестного происхождения "пик", который авторы [5] назвали "избыточным". В нулевом магнитном поле он соответствует Т«0.3К. В зависимости от величины приложенного магнитного поля положение "пика" меняется. Этот "избыточный" вклад мы связали с присутствием в образце УВа2СизОб>б медно-кислородного кластера с 8=2. В этом случае соответствующий вклад в теплоемкость в расчёте на один кластер определяется по формуле:

С(Т,Н)=-1 ——г—-—гг^—зшеае, <з)

• ЧШ)

где е,- собственные значения спин-гамильтониана (2), Т-температура, 9-угол между осью симметрии и направлением магнитного поля. Результаты расчета в нулевом магнитном поле вместе с экспериментальными значениями удельной теплоемкости из работы [11] представлены на Рис.2 . Полученная при этом концентрация кластеров (10 4 на моль УВаСиО) и параметр О =0.08 теУ согласуется с оценками, полученными из температурного хода ядерной магнитной релаксации ионов тулия в ТшВаСиО через парамагнитные примеси [12]. Позднее наши расчеты были повторены в [7], а оценки уточнены в связи с учетом еще одной поправки в теплоемкоть, пропорциональной Т2, характерной для сверхпроводников с ё-типом спаривания.

Во второй главе анализируются возможные модели кластеров в цепях УВагСизОб+у. Основное внимание уделено линии ЭПР с §®4.2. Приведен краткий обзор ранее опубликованных результатов о спектре ЭПР с g¡s4.2 и предложенных версий природы этого сигнала. Далее описаны измерения спектров ЭПР с в«4.2, выполненные в Казанском

государственном университете в группе И.Н.Куркина. Они проведены как на неориентированных образцах УВаСиО, так и на образцах, ориентированных внешним магнитным полем (квазимонокристаллы). Температурная зависимость интенсивности спектра ЭПР с 2-4.2 показала, что ЭПР, скорее всего, наблюдается от возбужденных состояний с 8=1. Проведенный анализ температурной зависимости интегральной интенсивности линии ЭПР с позволил сделать вывод, что возбужденное

состояние с 8=1 находится от основного синглета на расстоянии Д=8ч-10К. Полученные экспериментальные результаты наиболее естественно объясняются цепочечными кластерами меди переменной валентности Си2'-"Си3*"-Си2*.

Рис.3. Энергетические схемы уровней энергии кластеров меди переменной валентности при различных значения параметров I и I

a) кластер типа Си2* - "Си 3*" - Си2' , сплошными линиями представлены состояния с 8=0, пунктиром - состояния с 8=1;

b) кластер типа Си2* - Си2* - "Си 3*" - Си2* , сплошными линиями представлены состояния с 8=1/2, пунктиром - состояния с 8=3/2.

Идея о возможности образования магнитных кластеров в цепях УВагСизОб+у при 0<у<1 высказывалась многими авторами (см. например [13]). Нами были рассмотрены следующие новые модели магнитных кластеров переменной валентности: Си2*-"Си3*"-Си2* и Си2*-"Си3*"-Си2т-Си2', Си2*-Си*-Си2* и Си2*-Си+-Сиг+-Си2+.

В первом случае по фрагменту мигрирует дырка или синглет Жанга-Райса ("Си3'"), во втором случае -электрон (Си*). Уровни энергии дырочного и электронного фрагментов рассчитаны путем численной диагонализации гамильтониана: н= Вч а;в+ а;„ + 2^ [(Б; $ ) -п, л, /4 ], (4)

где ДЬ параметр суперобменной связи спинов Си2*, интеграл переноса состояний Си* или "Си3* " между ближайшими соседями меди, - числа заполнения.

Результаты расчета приведены на Рис.За,Ь . Из рисунка видно, что схемы уровней энергии не зависят от того, мигрирует дырка или электрон. Важна лишь абсолютная величина параметра 1 В случае двухзвенного фрагмента при любых соотношениях параметров I и I основным состоянием является синглет, а в случае трехзвенного кластера основное состояние соответствует эффективному спину 5=1/2. Для удобства представления результатов по оси ординат отложен безразмерный параметр х = |<1/»|/(1 + |л/»!)- Изменение параметра х от 0 до 1 представляет все возможные значения отношения Ш. По осям абсцисс отложены уровни энергии центров в

единицах \ г +Л2. Проведеное рассуждение легко обобщить на случай цепочечных фрагментов с произвольным числом звеньев. Основным состоянием фрагмента из допирования наиболее вероятны короткие фрагменты. Мы склонны считать, что именно эти цепочечные центры с 8=1/2 ответственны за высокотемпературный спектр ЭПР с gís2 и аномалию Шэттки в измерениях температурной зависимости удельной теплоемкости в УВагСщОб+у. Из Рис.За видно, что эти интервалы при любых значениях параметра I значительно больше интервала Д-8+10К, получившегося при анализе температурной зависимости интегральной интенсивности линии ЭПР с В связи с этим, модель центра Си2* - Си* - Си2* не подходит для объяснения наших экспериментов. Что касается модели Си2* - "Си3* " - Си2*, то она вполне может быть согласована с наблюдаемой температурной зависимостью интенсивности сигнала ЭПР с если учесть неэквивалентность положения состояния "Си3*" в центре

кластера и на его концах. На Рис.4 приведены уровни энергии кластера при разности в энергии связи полярона "Си 3* " в центре кластера и на его концах равной 0,„1 = - 0.25 еУ Видна нетривиальная важная особенность модели. Возбужденное состояние 8=1 располагается вблизи основного синглетного состояния, хотя все три параметра 1, ) и вро] значительно больше этого масштаба энергий. Заметим, что при образовании таких кластеров дырка на кислороде остается в цепочках и не разрушает антиферромагнитный порядок в плоскости СиСЬ

'ЛР«2,

1 5

Рис.4. Энергетические схемы уровней кластера Си2' - "Си " - Си2* с учетом Ор„1 ~ - 0.25 еУ. Сплошными линиями представлены состояния с 8=0, пунктиром - состояния с 8=1.

0,2 0,4 0,6 0,8 Х=МЛИ1+ЦЛ|)

1,0

В третьей главе диссертации кратко суммируются данные ЭПР о СиОеОз при температурах ниже 14.5К, свидетельствующие об образовании необычных объектов в спин-пайерлсовской фазе. Как отмечалось в [14, 15], в спин-пайерлсовской фазе возможно нарушение идеальной димеризации и образование доменных границ. Предполагается, что именно такие границы или дефекты являются центрами образования магнитных кластеров.

Рассмотрены модели магнитных кластеров в СиОеОз, из трех и пяти спинов меди. На Рис.5 представлена модель из пяти спинов. Стрелками указаны относительные величины спиновых моментов. Общий спин всего кластера равен 8=1/2.

Рис.5. Распределение средних значений проекций спина в окрестности дефекта димеризации для пятиспинового кластера при Е)=0.

Расчет проводился путем численной диагонализации гамильтониана:

И = + ^238283 + ,1148184 + ,1458485 + Л135183 + Л158185

+Л248284 +012[81 ^2] + °2З[82 х8З]+В41[84 х^] +°54[85 ^4]

(5)

Численные значения обменных интегралов были взяты равными: 1и=.114=9.8теУ [16], ^1=1«=10.6теУ для димеризованной пары спинов, 11з=1|5=3.6шеУ [17] для взаимодействия через соседей. 01Г параметры антисимметричного обменного взаимодействия Дзялошинского-Мория. При 0=0, независимо от наборов параметров, эффективный в-фактор равен 2. Так как кластеры из трех и более спинов обладают более богатым спектром уровней энергий и состояния с 8=1/2 у них встречаются несколько раз, то интервал между состояниями с одинаковым спином связан с различием обменных интегралов первых и вторых соседей и не велик по сравнению с интервалом до возбужденных состояний с 8=3/2, который пропорционален обменному интегралу I между ближайшими соседями. В этом случае учет антисимметричного обменного взаимодействия приводит к уменьшению эффективного значения фактора [18]. При расчете, как в [19], мы допустили существование вектора Бу, перпендикулярного кристаллографической оси с кристалла. Были составлены волновые функции для всех возможных состояний с 8=1/2. На полученных волновых функциях была составлена матрица энергии, которая диагонализовывалась численными методами при различных значениях параметров. В случае модели из трех спинов для объяснения наблюдаемых значений факторов при низких температурах (эффективный §-фактор вдоль оси с

5 4 12 3

равен ^1.46 ) необходимы величины lD.jM.0meV, в случае кластера из пяти спинов - |О^|=3.0теУ.

Магнитные кластеры из соседних цепочек обменно взаимодействуют вдоль доменной границы вдоль оси Ь кристалла с величиной Я « 1теУ [16]. Это приводит к усреднению линии ЭПР. Результаты усреднения приведены на Рис.6. В плоскости, перпендикулярной направлению векторов Бу, эффективные фактора вдоль осей г и х считались равными 1.46, а %у=223. Локальные системы координат выбирались следующим образом: оси г вдоль оси с кристалла и лежат в базисных плоскостях октаэдров СиОб, а оси у направлены по "длинным" осям октаэдров Си06.

5000

120 160

: С 5000

4000

н,о<

3000

2000

200

Рис.6. Угловые зависимости линии ЭПР в СивеОз при Т=1.6К. Закрашенные квадраты - экспериментальные значения, сплошные линии - расчет.

В заключительных параграфах обсуждаются модели магнитных кластеров, формирующихся вблизи примесных ионов никеля и цинка в CuGeO} Были рассмотрены модели магнитных кластеров, сначала из шести - ионов, а потом - восьми. Общий спин кластеров равен S=l/2, это следует из зависимости резонансного магнитного поля от резонансной частоты спектра ЭПР в Cui-xNixGe03. Гамильтониан взаимодействия имеет вид:

К К i=K

* = S'ws.8j + goys, xs, ^=1Jaib(Cs;«/*«sia (6)

Здесь gier есть g тензор компонент ионов Ni и Си, ß- магнетон Бора. Jtj - параметры симметричного обменного взаимодействия ближайших соседей и через соседа,

Jíó=J34=9.8meV, J23=10.6meV [16], Í24=3.6meV [17] (как для чистого СиОеОз) Величины обменных интегралов между Ni-Cu полагались равными половине значения обменных интегралов для Cu-Cu, опираясь на известное соотношение модели каналов [20]. D¡¡-вектора антисимметричного обменного взаимодействия Дзялошинского-Мория, все вектора D¡j считались перпендикулярными оси с кристалла. Для определённости локальные оси у совмещались с направлением вектора D¡j. Волновые функции начального приближения строились по схеме сложения моментов. В случае восьмиспинового кластера расчет основного состояния кластера сводился к диагонализации матрицы 40x40. Эффективное значение g- фактора вдоль оси с оказывается равным 1.6, когда I D¡j I «3.05meV для восьмиспинового кластера. Это значение, по-видимому, все еще завышено, так как в случае шестиспинового приближения lD,j|«3 .4meV.

Полученное распределение спиновой плотности для шести- и восьмиспиновых кластеров приведено на Рис.7. Стрелками указаны относительные величины спиновых моментов. Видно, что для шестиспинового кластера поляризация справа довольно быстро спадает, но левая граница довольно резкая; в восьмиспиновом кластере спиновая поляризация слева и справа спадает практически до нуля. Таким образом можно считать, что размеры описанных мезоскопических объектов соответствуют ~7 межатомным расстояниям меди, т.е.~ 20.5 А .

а

Ni *

Cu О

¿

ó-ó

U

А

Рис.7.Рассчитанная спиновая поляризация в шести- и восьмиспиновых кластерах. Стрелками показаны относительные значения (Бд) при 0^=0.

Наличие антиферромагнитных упорядочений (ниже 5К) в спин-пайерлсовской фазе в СивеОз, допированного ионами 2п, показывает, что примесные ионы цинка стимулируют образование магнитных кластеров. Нами была рассмотрена модель магнитного кластера, состоящего из шести ионов (Си6-Си5-2п1-Си2-СиЗ-Си4). Были составлены волновые функции для всех возможных состояний с 8=1/2. На основе гамильтониана (6) была вычислена матрица энергий. Как и ранее, значения обменных интегралов между спинами Си-Си были приняты равными: 1з4=15б=9.8теУ, 12з= 10.6 теУ [16], Д24=^25=3.б теУ [17]. Расчет распределения спиновой плотности бьш проведен численно, и полученные результаты приведены в таблице. Видно, что распределение плотности довольно асимметрично относительно центра и для дальнейшего совершенствования модели кластер необходимо дополнить димеризованной парой спинов меди справа. Из опыта расчетов кластера № Си7 можно заключить, что такого "наращивания" будет достаточно. .

Таблица.Средние значения <би > для основного состояния шестистшнового кластера гпСи, при 0^=0.

вб 82 8з Э4

-0.0768 0.0648 0 -0.358 0.1626 -0.2927

В заключении сформулированы основные положения и выводы:

-Показано, что аномалия температурной зависимости удельной теплоемкости в УВазСизОб»? могут быть объяснены моделью медно-кислородных кластеров с 8=2. В рамках этой же модели хорошо объясняется и температурная зависимость интегральной интенсивности низкотемпературного сигнала ЭПР.

-Предложены модели медно-кислородных кластеров переменной валентности в цепочечных структурах УВа2СизОб+у. Используя гамильтониан 1-1 модели, рассчитаны энергетические схемы уровней кластеров Си2+-"Си3+"-Си2+ и Си2*-"Си3'"-Си2' -Си2+ при различных значениях интегралов переноса и суперобмена.

-Для объяснения температурной зависимости линии ЭПР с ¡^«4.2 в закалённых образцах УВа2Сиз06.з5 использована модель медно-кислородного кластера Си2'-"Си3'"-Си2+

-Рассчитаны основные состояния и распределение спиновой плотности в линейных магнитных кластерах, образующихся вблизи доменных границ или около ионов замещения (Ni, Zn) в CuGe03 при температурах ниже спин-пайерлсовского перехода. Проведена оценка линейных размеров магнитных кластеров и показано, что эффективные g-факторы кластеров в магнитных полях, перпендикулярных вектору Дзяло-шинского-Мория, существенно уменьшаются (на 20%).

Литература.

1. M. Hase, I. Terasaki, К. Uchinokura. //Phys.Rev.Lett., 1993, V.70, № 23, р.3651-3654.

2. M. Hase. //J.Mag.Mag.Mat., 1998, V.177-181, p.611-616.

3. B.I. Kochelaev, J. Sichelschmidt, W. Lemor, and A. Loidl.// Phys.Rev.Lett., 1997, V.79, №21, p.4274-4277.

4. M.V. Eremin, E. Sigmund. //Solid State Commun., 1994, V.91, p.367- 370.

5. Th.Schreiner, R. Ahrens, T.Wolf, H.Schmidt and H.Rietschel. // Physica C, 1992, V.204, p. 161-170.

6. P.G.Baranov and A.G.Badalyan.//Solid State Commun., 1993, V.85, №11, p.987-990.

7. J.P.Emerson, D.A.Wright, B.F.Woodfield, J.E.Gordon, R.A.Fisher, N.E.Phillips. // Phys.Rev.Lett., 1999, V.82, №7 , p.1546-1549.

8. N.Guskos, V.Likodimos, M.Wabia, J. Typek. //Eds.M.Ausloos and S.Kruchinin. Symmetry and Pairing in Superconductors. 1999, p.347-357. Kluwer Academic Publishers. Netherlands.

9. P. Rubin, A.Sherman, M.Schreiber. //Phys.Rev.B, 1998, V.57, №17, p. 10299-10302.

10. N.E.Alekseevskii, A V. Mitin, and V.l. Nizhankovskii, I.A.GariMin, N.N.Garif yanov, G.G.Khaliullin, E.P.Khylbov, B.I.Kochelaev, L.R.Tagirov. III.Low Tem.Phys., 1989, V.77, №1-2, p.87-118.

11. R A Fisher, J.E.Gordon, S.F.Reklis, D.A.Wright, J.P.Emerson, B.F.Woodfield, E.M.McCarron III and N.E.Phillips.// Physica C, 1995, V.252, p. 237.

12. O.N.Bakharev, J.Witteveen, H.B.Brom, E.V.Kijukov, O.N.Marvin and M.A.Teplov. // Phys.Rev.B, 1995, V. 51, №1, p.693-696.

13. G. Uimin. // Phys. Rev. B, 1994, V.50, №13, p.9531-9547.

14. H.Fukuyama,T.Tanimoto, M.Saito.//J.Phys.Soc.Jap., 1996, V. 65, №5, p. 1182-1185.

15. D. Khomskii, W. Geertsma, M. Mostovoy.//Proc.21 st Int.Conf. on Low Temperature Physics (Prague 1996).Czech.J.Phys.Suppl S6,1996, V.46, p.3239-3246.

16. M.Braden, G.Wilkendorf, J.Lorenzana, M.Ain, G.J.McIntyre, M.Behruzi, G.Heger, G.Dhalenne and A.RevcoIevschi. // Phys.Rev.B, 1996, V.54, №2, p.1105-1116.

17. J. Riera and A.Dobry. //Phys.Rev.B, 1995, V.51, №22 , p. 16098-16102.

18. Ю.В.Яблоков, В.К.Воронкова, Л.В.Мосина. Электронный парамагнитный резонанс обменных кластеров, Москва: Наука, 1988.

19.1.Yamada, M.Nishi, and J.Akimitsu. // J.Phys.:Condens. Matter., 1996, V. 8, p.2625-2640.

20. M.V.Ererain, Yu.V. Rakitin//Phys.Stat.Sol.(b), 1978, V. 85, №5, p.783-788.

Публикации по теме диссертации.

1. Р.М.Еремина. Теплоемкость магнитных кластеров с S=2 в УВа2Сиз07^.// ФТТ, 1997, Т.39, №8, с. 1320-1322.

2. Р.М Еремина, М.Р.Гафуров, И.Н.Куркин. Интенсивность спектра ЭПР в закаленных образцах соединений YBa2Cu3Ot //ФТТ, 1997, Т.39, №3, с.432- 436.

3. Р.М.Еремина, Е.Ф.Куковицкий, С.Г.Львов. ЭПР монокристаллов YBa2Cu306.6:Yb3+ в слабых полях.//ФТТ, 1996, Т.38, №3, с.2312-2318.

4. А.И.Смирнов, В.Н.Глазков, Л.И.Леонюк, А.Г.Веткин, Р.М.Еремина. Магнитный резонанс собственных дефектов спин-пайерлсовского магнетика СиОеОз.// ЖЭТФ, 1998, Т. 114, №12, с. 1876-1896.

5. V.N.Glazkov, A.I.Smirnov, O.A.Petrenko, D.MCK Paul, A G.Vetkin, and R.M.Eremina. Electron spin resonance in the doped spin-Peierls compound Cui.xNixGeOv// J.Phys.:Condens.Matter, 1998, V. 10, p.7879-7896.

6. M.ATeplov, O.N.Bakharev, A. V. Dooglav, A.V.Egorov, I.R.Mukhamedshin, H.A.M.de Gronckel, H.Alloul, P.Mendels, and R M.Eremina. Inhomogeneity of Charge and Spin Distribution in Cu02 Layers of High-Tc Superconductors: NQR/NMR Studies of 1-2-3 Compounds.// J. Supercond., 1999, V. 12, №1, p. 113-115.

7. Р.М.Еремина. Модели магнитных кластеров в YBaCuO. // Тезисы докладов XVI Международной школы-семинара, 23-26 июня 1998г., Москва-с.641-642.

8. P.M. Еремина. Модели парамагнитных центров в квазиодномерных соединениях меди.// Тезисы докладов на Молодежной научной школе "Актуальные проблемы магнитного резонанса и его приложений", 3-6 ноября 1998, Казань.-с.26-27.

9. R.M.Eremina, A.I.Smimov, V.N.Glazkov, L.I.Leonyuk, D. МЧС Paul, O.A.Petrenko, ESR-study of the intrinsic and impurity defects of a spin-peierls magnet: domain boundaries, spin clusters, exchange pairs etc.// Specialized Colloque Ampere, Pisa, Italy, June 14-18, 1999-p.121.

10. R.Eremina, M.Eremin, M.Gafurov, V.Ivanshin, I.Kurkin, S.Kurzin, H.Keller, M.Gutmann, EPR ofYBa2Cu306H,. Models of Paramagnetic Centres -with g«4.2.// Abstracts ХХП International Conference on Low Temperature Physics, August 4-11, Espoo and Helsinki, Finland, 1999- p.202.

11. M.Eremin, R.Eremina, M.Gafiirov, V.Ivanshin, I.Kurkin, S.Kurzin, H.Keller, and M.Gutmann. Towards the nature of the EPR signal with g=4.2 in УВазСизОб+у. // Specialized Colloque Ampere, Pisa, Italy, June 14-18,1999.-p.123.

12. Р.М.Еремина. Влияние обменных взаимодействий на спектры ЭПР в СиОеОз при низких температурах.// Тезисы докладов на Молодежной научной школе "Актуальные проблемы магнитного резонанса и его приложений", 2-5 ноября 1999, Казань.-1999-с.61-63.