Симметрийные методы в динамике многоподрешеточных магнетиков с произвольным спином тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛЛОВ

рГ1г В О Л

На правах рукописи УДК 537.611

ЛАРИОНОВ МИХАИЛ МИХАИЛОВИЧ

СИММЕТРИИЕЫЕ МЕТОДЫ. В ДИНАМИКЕ МНОГОПОДРНПЕТОЧНЫХ МАГНЕТИКОВ С ПРОИЗВОЛЬНЫ* СПИНОМ

Спецкальноеть 01. 04.07 Физика твердого тела

У

АВТОРЕФЕРАТ ' диссертация на соискание ученой степени кандидата фвзнхо-ыатематичесхих наук

Харьков - 1994

Работа вылоднета в Донецком Физико-техническом институте *п А. А. Галкина АН Украины, г. Донецк

Научный руководитель: кандидат фнзико- математических наук старший научный сотрудник ПАШКЕВИЧ О. Г.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Ведущая организация: Физико-технический институт кизкжх температур АН Украины, г. Харьков

Защита состоится "25" ная 1994 года в 15 часов на заседании специализированного совета Д02.П.01 в Институте Монокристаллов. Адрес: 310001. г. Харьков-001. пр. Ленина. 60.

СУКСТАНСКИИ А. Л.

кандидат физико-математических наук ЛЬВОВ В. А.

С диссертацией можно ознакомиться в бкзлиотеке Института монокристаллов АН Украины

Автореферат разослан ' Ученый секретарь специализированного совета ■ Д02.П.01

аДЕйХа 1994 года. •

Д. В. Атрощенко

Ш21ДЯ' РДБОШ

¿ктуалькрсуь.т^ул. Болыпшотво икогоподрезЗточЕьк магнетпкоз в парафазе имеют достаточно вьюокую скаетрию,. чтобы эффективно использовать теоретике- групповые-методы для описания фазовых переходов. классификации ветвей спановьк возбуздений и для отыскания частот сттковт вот. Однако веяния раз екмкетряяныз подход связан с соответствус^ея математической техникой описания перечисленных эффектов, которая не всегда оказывается до конца разработанной. Примером подобной ситуации является многоподрешеточкыэ иагнеттасл с-существенно "квантовьки" свойствами. вьтекаизими из кокечноа величины спина й наличия негеязенберговекгх взаимодействия. Прежде всего,, они описываются болыгим числом линейных операторов на иат-штнйЗ* зпям чем обычные ыагнетикл. для которых щтаенимо квази-класснческоер приблизение "бесконечного"-спила, адекватно ошсьта-юсее сигуацивс;только в случае спина б = (в последнем случае для" отейрш- состоять, магнитного иона достаточно только операторов магннтодйпольнаго"-ьяжйнтаЭ. Кроме того в случае- "квантового" спина стееетвукяг различила нргейзенберговехде взаимодействия (например,, бннвадрзтшж обмел). которые трлвкализиругтея . для вьше-упонянутого случая: сшна: . Это приводит-ко многим инте-

ресный своястешр, которь*з исследовались в ¡Золыгам числе работ. К примеру, в такяг мзЕнетаках-.- появляется различнь». * ыультипольные ысаенты. и это необходим. щгззггь во внимание пря; описании лея по-веденля. в частностям прз опгсгнзз фззовызг перегодов.* .-.

Дискуссионен такте,- втрое об опкеаниз спиновых волн в штого-подреейточнда кагаетЕках: со спяяои ..б Црежде всего _необхо-

димо отметить./что даазнтассяческое прябЛЕзгеняе. основанное на представлениях сшшоЕьа оггогатороз через -. кзгаонкые ггольштейна-Примакова кия Дэякша- Мштсега), теряет применимость в рассматриваемом .-случае-:, Это- приближение, вообще говоря, применимо только для'описания лйвзяноа дяналяхя магпетшеоз со спитом 5 'Л-. тСвазикласскчс-слоэ описание сильноапизотрошья-магнетиков совпадает- с квантовку. только в частил случаях. Все существующие теории магкетихо.в с "шанговьм" сганом обычно бываят зффектииввы только для одношдкггйто^нкг структур, в то время как существенно "квангошэ" сшЕстЕй спгна проявляется чада всего з шогоподресе-

з

точгас к&ггепззх. Кргме того, некоторые из шх не .да»т- пошого ..о^гн-та ызлйтжгз. огракпгвгясь случаем нззкпх температур, • в то как сгк?.троохслэтескяе эксперименты чаще всего проводятся лу;; г.снгчпых теизературах Б зтзх хе эксперименту часто требуется сз^етрагнув хлассгфахгшз) иагнятои структур или Ее ветвей сгезсгра сгзззгьа вол::, з то время как суцествузазге методу не поз-кз?ре:-ггш провеете слыметржгкъЯ анализ. Для того, чтобы 1с/^-.'ст22ть згу программу, необходимо разработать соответствующую ■¡ц-е^.пт^чгскус технатсу. которая, с едноа стороны, соответствовала :;2зссг2>ы пг^жз^лм в пределах их- применимости, а с другой - позво-сн сраггльно спакзать инсгоподрегёточньй структуры, пользуюсь лрл згем езшнетрягньза анализов.

ГГргг сг.г:;~росксп2чэсноа Ессдедов.гшш шгнегаков для получения емзг пзлн;2 ¡ш£с.124£ада сб изучаемом оО'екте часто сведения с ха-ргггерЕыг ^стогах з^фе.ттг дсполкязля данный о его интенсивности. Тагсаз егтуацая Енгет игсто. китрнаер. в экспериментах по неупруто-1Г/ рагсеянха Еегтрснзв на.спнкогых волназ. В ВТСП- об-ектах кз тглзг кзагренга тагке жзвлгкается 2 гафорыация о свойствах магнит-ея Еэррагн^дсззз Сунхцаа. Поэтому представляет интерес изучите зйекп: уеЕггкгя ЕНгенсгЕностг рассеяная с точки зрення сюшетрха-кыз сЕсастЕ Ер^еталла. Снлаетржкгкз методы, используемые пра опи-сгггз зутгтжгта нзгзегжка могут позволить Еьаелзть .из. интенсивности ргссегнгн игсз^стегь. завхсетг только от особенностей ггруктуры ыггшпаса. гозеолзз. таюш образом. Еыпгсать некоторые правила стйзра длз ксеугсашг/того з£фзгта усиления.

Бег шгесхззгнЕое определяет актуальность выбора темы настоев дгзеетрадгх-

рг?~,т»г являлось

а-* РгзкЮст^а езогыетрхагаз кетсдов списания фазовых переходов. сгзесвьз еслн з катягтяках с прензвольна! спинок. С- ка базе разргСотакг-га методов спиновой динамики в мно-

гс^одре^гтстахг антаферрсиапк-тихах км^. ио^. ь) ТегретгчесЕоэ изучение эффекта семенного усиления интенсивности Еёупругого рассеянзя неатрсноз на спиновых волнах с использованием сааютрзЗна методоз жесзедсвання и сопоставление выводов теории с резугьтазаки зхсперямвнта в «.а^СиО^, Си04,-УВа^си^.

Еаучнгя'.швкз!^.. ¿лаботы определяется следующими шлучеякг^н авторе < результатами:

1. Предложен метод симметрийного описания магнитных флэо:-;-;-переходов я спкновых pojiii пря.конечных температурах в магнетжах с произвольным CIHKO.M. опирающийся на введение базиса Рака операторов Внгнерз и линеаризацию уравнений движения для них.

2. Предложен способ перегода от операторов Вигнера к операторам Возе- типа (или к каноническим переменным). определяющим спиновые отклонения прн конечной температуре и позволяющий изучать динамлку магнетика с произвольны.! спином в случае низких симметрии кристаллов-и направления волнового вектора.

3. Вычислены .частоты спиновых волн кубических антиферромагне-тикоз kníf-3 и ио2 с учетом появления дополнительных ветвей спектра., возникающий при коллективизации ' колебания квадрупольных степенея г^ободы. Интенсивность неупругого рассеяния нейтронов на некоторых^ "новых" мод ю;еет аномальную температурную зависимость.

4. BnspEt» ПОКаэоло, -ото D УПзгСа10а , La2Cu04 и Nd^CuO^ 'из-за квазкдвумершх сзойстз, а в двух последних - и в силу эффекта компенсации мегслоэвого билинейного обмена эффект обменного усиления интенсивности неупругого рассеяния нейтронов будет наблюдаться как ia акустических. так п на обменных модах.

исследования магнетиков о- произвольным спиной позволяют адекватно списывать, шгогоподрешбточшэ нагкетхкп с- существенно "квантовьш" " свойствами с применением симметряякого анализа фазовых переходов и спиновых волн.. Исследование систем с биквадратным обменом (kníf3 и иаг), которые слупат предметом• научных дкркуссий не одно десятилетие. могут быть тгспользованы для .дальнейшего изучения их динамн-десккх свойств в целях успешной интерпретации 'спектроскопических . экспериментов. Полученные результаты относятся таюге и к системам, являющимся базовьгга для' высокотемпературных .сверхпроводников и интенсивно исследуеют в последнее время., я могут быть использованы для для правильной .гнтерпретацти экспериментальных результатов. Ряд нобыз физических явленна, списанных в диссертации, доданы стимулировать постановку соотЕетствутазгх экспериментов.

йУб.ттедгя. Материалы диссертации опубязжо'ьзш в 7 работав. АттооЗздта работы. Результаты, настоящей работы докладывались >¡ cñcysjjaiEOb на pecnyümcaECKES-научных сеннварах "Сизкуа магниш.2 излзеий" С15-20 октября I9S0 года) г.ДорвПк я "Физика фэррнтов и родственных сседяканне. es прзнэкёНЕе в техшхе" (13-18 мая IS9I' года) г. Донец?. 38-3 егегоднои кон^ренцян то ыагнетизмУ и магнит-liba материалам. I5-lé ноября IS93 года. г.Мнназалолнс. Миннесота. С£А» сеигаарах в Институте Элактрофизикн АН СССР. Донецком универ-' сстете и Донецком Физико-техническом институте АН Украяны.

структура и обхеы диссеотащ. Дяссергаши состоит из введения. трех глав и заключения. сшсха литературы кз 74 налме-юваннй. Полный об'бм работы, вяигаая 8 рксуксов в 9 таблиц, составляет 117 страниц.

^ C0S2PSSSSB J3CCSPIÍIBS Во введеипт обсуздается актуальность вьйранкой' темы, форадли-руется цель работы, перечисляются основные положения, выносимые на защиту, излагается научная Еовязна н значение работы, рассматривается структура к содервание диссертация.

Первая гтгава диссертация посвящена разработке подходов к ош-сгзга фазовых переходов и спиновых возбужденна в многоподрешеточ-шс магнетиках с проязвзльнш спином.

Для достижения зтоа дели в гервоц разлете зтог г^лы предло- . жен метод описания магнетиков с существенными "кванговьми" свойствам!. предусматривающий разлоганае иатрицы плотности магнитного нова ш базксу-Раяа операторов Вигнера « i ■ o,i....,2t 5 • ■ -1,1-1,...,i >, матричные элемента которых на базисе собственных функция квадрата сшгаа к его проекции можно представить в виде сп:.

гпе.с*^ - коэффициента Кпебша-Гордана. Показано, что такой базис обладает необходииьыи свойствами полноты и линейной независимости, и хроме того для левого спинового' квантового числа имеет одни и те *е трансформационные свойства. поскольку'преобразуется по неприводимому представлению (НТО о1 гфупйы вращения. Это позволяет оди- . нзговьи образом описывать фазовые .переходы л линейнуь динамику

б

изгаетлков с прс^ззолыйн сйкном. -Пря этом интерпретация операторов Вигнера кг представляет затруднения, поскольку предстазгл-ет собою спин. иагкктного иона. агт соответствует атомному • квадру-польноиу'- моменту, а операторы с более высокими рангами i явлЬзт-. ся операторами '¿ультнполькьн моментов. Далее, в диссертация показано. "то средхпе от опэратороэ B;mze pa могут использоваться в качестве параметра порядка (1Ш) для оПЕсання мапнтнъж фазовыг перегодов. • •

Во втором- разделе приведены основу лннеяноя динамики однспод-репгёточкых одноосных магнетиков с произвольна спином. Показано, что ввиду универсальности коммутационные соотношения для операторов Вигнера использование операторного базяса Рака позволяет описывать спиновые волны, в магнетиках с • произвольны-! сиплом. Изучение динамических- свойств ведётся методом уравнений двихеняя для операторов Вагнера.. линеаризация которых- прягодкт к системе линейных уравнений:

w(q)al(q) = г nll'(q) al'<q! <2>

1 «т> ! , ,. rem * (А,. *

Здесь . • 'п выргшаетс.1 через константы

основкьсг'взаимодействия в магнетике,. равновесные знжпм мульти-полькьц моментов и- структурою константы алгебр» ■ операторов Впг-нера. которые, как мы оговорили.ранее, имеют псдобжа вид для любого спинового числа- s. Здесь га качественно проанализированы . спектры спзшоеых волн одооспкх. ферромагнетиков я приведены расчеты спяеойя- волн дая сдугез спл?:аг. 1/2 л I. которое показывает ■ согласие с извесхага результатам?;. ' • ■

■ IES3ZS- Ш222Я тлаеи Й0С2Я59П ксследованиэ фазовьз переходов в многоподрёсетсчных кат^йсов с пронзволыгсм епшюм.' Ввиду очевидности саккетрящаг свсастз 'операторов .Бигвера. становится возиовяьм прямешгть- сяимэгргйзгй шпязз дая опйсакет • нагагпаз структур в систёмаз с йрепзвогьит*.) опейк. На базе зтяе : операторов оказывается возмргяш спрэдел:ггь пространственной гругш ojil i,Jt'.'•'•. гозет&кгео Еря пресбрззовакт сястеаы сред-E5tir of операторов Вяпяра всего кристалла.. Далькеакее сткетрпЯноо ксследозанке капятксл структура состоит в разлозенян спинового тфвдстйзоягся jto сястгез. ел 'прострпЕствеяпэз груша* кристалла.

\

вьугелешя релевантного и сопутствующих представлений. которой сг.-рех'д-лшт ФП, и построении фазовых диаграмм сгз.

В четрбртрм.разделе все вышесказанное было проиллостировано на примере к^а;^. ц результате сопоставления с экспериментальным:: даша&ги показано, что в этом соединении реализуется двухподрезй-точная ангиферроыатнитная структура, которая определяется трёхком-поненткьы ПН. преобразующимся по НП тв. Кроме того ей сопутствует квадрупольная структура ферро-ткпа, которая задается двухкоьзпо-нентнш Ш и преобразуется по сопутствующему НП та.

Папга-иаздал посвящён слыметриякому аналдзу спектра спиновых волн в многоподреаёточкш; магнетиках. Возкогность такого изучения для произвольного с гика обусловлена следующими факторами:

1) Известны® трап^ормациокньья операторов Вигяера;

2) Общностью для разных спиновых чисел их перестановочных соотно-шенЕЯ;

3) Универсальным методом построения сп:ш-динамической матрицы для многоподрегеточных магнетиков-.

Все это позволяет алгоритмизировать' процедуру расчета спектра спи-. новьк волн в таких системах. А именно.' для известных гамильтониана и магнитной структуры линеаризация уравнений движения для "недаа-гональньн" операторов Ветнера. даёт возыозность записать спнн-динамическу» матрицу, после дааголализашш которой получаете« частоты спиновых воля магкетп'.а. ■ Пользуясь традсф^маоиокныи свойствами параметра порядка., и' по а1ВГОГ505 с понятием епкн-волнового представления (учитывающего только магнитодипольные стег пена свободы) введено спан-дяшичосхоз представление группы каг-тггоупорядочеяноя фазы магнетика ■ о* г 1 ] .с псмоцью которого становится возможньы привести сгинтДинаиическую матрицу к блочю.-диагональному виду, .а ' также классифицировать с гак- с^шаче с кие моды по неприводимым представлениям магнитной группы -хркс-тадпа. .

В шестом.разделе на основе предлогеннья методов описан спектр сгогановых волн в кубическом антиферромагнетике со спином I . к.-пр^. Показано, что кроме магнитодипольных возбужден^ появляются и квадрупольные. в результате чего в магнетике возбуздашся 6 спин-. динамических мод. В результате симметркадого анализа получены выражения для состава спин-динамического представления унитарной-

а

поягтуйш и на основании этих'-данных, а тшге а результате непосредственных' расчетов позано. что магнитодипольные и квадрупельные спиновые колебания перепутываются. ■ •

Последнее дает возмохность исследовать спектр "квадруполькк" вот с помощи • неупругого рассеяния нейтронов изученную : седьмом разделе . При детальном рассмотрели сеченид рассея:П1Л обнаруживаются два малых параметра, которые определяют интенснь-нссть рассеяния на спин-динамических модах, имегспих ненагкитодн-польное происхождение. Это. во-первых. отнопекие конотигг кегей-. зенберговских взаимодействия в магнетике I одноконная -анизотропия. оикв£.'Драткыа обмен', и т.д.) к билинейному обмену; во-вторых - величина х?ша в»о<-Е(1 /кт ».«¡где е^ порядка-энергии активации оо.чен-ньк мод. т - абсолютная температура. Здесь зе отмечена аномальная температурная зависимость интенсиькости неупрн-ого рассеяния нейтронов на спиновых волнах- такого, типа.

Во втор-'.?, тл^ве диссертации изучается проблема спектра становья волн в магнетиках-с произвольным спином для кристаллов с низкой магнитной симметрией либо для несимметричных направлений распространения спиновых волн. В этом случае метод... предложенный• в первой глав-, становится неэффективным.

Для этой ситуации в рервом разделе главы предложен способ пе-реяода-о? операторов Вягнера к каноническим перемешай и ■■»* . имеющим при-нулевой температуре смысл операторов рождения и уничтожения магиоков и удозлет воряхеих перестановочном соотношениям для оозе-опесаторов:

Сл. .а , ] =. Сз^" = о : . С а. .а4"}- - '3-1

>- и \ у К ^ лм

Злесь х есть некоторая.набор квантовых чисел, определялсЕ какое--слз:н:.з;е движение. Основньм критерием правильности" такого пгедстарленил является совпадение результатов• . полученнгЕ этим методом с результатами, полученными с пемоаь» ссиепринятого в линейной динамике метода яра. Это означает, что такое представление должно сохранять-основные коммутаторы ю точностью до членов второго порядка по' каноническим переменно). которые определяют сосок ли.чегпг/а сгиновута динау>;су. В этом случае оно имеет еид:

*" '- .1 I «.. I + •

г * е. г -ц СитХ "л; " "»х "х3 " -уп,х "х "х

1 ^ Л= 1 .

Такой переход от операторов Вигнё.ра к каноническим перемешай- окат, зыьа^тся применимым при любых конечных температурах и для произвольного спина, кроме того, при' 'нулевой температуре ' для спина I совпадает с известными оозонными представлениями, например, с при-ь--;Шшым в сзз; Дальнейший расчёт спиновой динамики 'состоит в записи спин-волнового -гамильтониана и диагонализации его с помоаью канонических преобразований Боголюбова- Тябликова. что "является стандартной процедурой для подобных задач из теории "бесконечного" спина с*:. •

Предложенный метод для описания фазовых переходов и спиновых, волн в многоподрешёточных магнетиках проверенно втиром и- 'третьем разделах-на-простых моделях, известных из литературныхданных: Ферромагнетиках типа "лёгкая ось" и "легкая плоскость". . Отмечено, что е последнем случае в силу низкой- магнитной симметрии применение метода расчета спиновых волн, предложенного в первой главе диссертации, оказывается неэффективным. в то время как переход к каноническим переменным даёт ясную к удобную для . пнгерпреташж картину спиновых -'возбуждений. Здесь го показано, что в- этих частных случаях результаты., полученные предложенным'методом, полностью совпадают с результатами, полученными друтшн извесп^:^-: подходами. ,

В четвёртом разделе на основе разработанной техшкк рассчитан .спин-динамический спектр четырёхподреиёточного антиферромагнетика ио2. "Показано наличие дополнительных ветвей спиновых волн, возникающий при коллективизации; колеоашя квадрупольных степеней свооо-' ды. Проведён, сишетрииный ■ анализ "преде тьных частот сшш-данаыкческого спектра." который- показал, что м'агнитодшгольные к квадрупбльньв степени свобода преобразуются.по,одним и тем же Ш1 уеттарнои .подгруппы, что означает перепутывание их' между собой. Это об'ясняет экспериментальный факт появления дополнительных ш-1 -ков неупругого рассеяния нейтронов на свдковьа волнах в этом соединении, однако, отмечено, что интенсивность -йеупругого• рассеяния нейтронов на некоторых кз "новых" мод имеет, аномальную теы-

ю

пературную зависимость, и это являете." главней причиной того. не все ветви спин-динамического спектра наблюдаются в экспериментах по неупругому рассеянию нейтронов в ио^ проведенных при низких температурах. Сравнение полученных результатов с эксп^рнмч-игольными данньми по комбинационному рассеяния света сз: я не упругом/ рассеянию нейтронов сь.7 3 позволило оценить константы ос ко вг ал-:

• взаимодействий в этом магнетике.

Пятый раздел посвяяйн исследованию прс-делое применимости полученного .представления. Особенный интерес представляет его пове-леше-при температурах., равных-нулю. В этом случае некоторые из »ад становятся чисто двухмагнонньми. а их частоты теряют зависимость от волнового вектора. Даае- несмотря на то. что ссответвтвую-щие динамические переменные преобразуются по -тем se НИ. что и длл ооычных -мод. эти моды отделяются сг других. Это хбросо вито на примере ut^ . в котором при повьпении температуры ';акие моды начд-нают взаимодействовать с другими, имевши ту симиетртю. проявляется в характерном отталкивании соответствующих ветвей спектра спиновьк волн.'--Именно на зт.:х модах должна наблюдаться аномальная температурная зависимость интенсивности неупру г'.-го рос--сеяния нейтронов, которая оьша отмечена ранее.

В третьей главе диссертации рассматривается оффеул семенного усиления интенсивности неупругого рассеяния нейтронов на спиноеьк ■ волнах' в многоподрешёточных кьазидву.^рных антиферромагнетиках

• vea Cu О '.ta CuO И no CuO .

x a d x « x 4

'В первом Разделе показано, что с помощью симметрииных методов становится возможном выделить из интенсивности рассеяния два множителя. ■ первый из которых зависит только от особенностей криоталя-■ ческой и магнитной структуры магнетика, а величина второго опрёде-" лн^-тся спецификой магнитны? взаимодействия в системе, формирующих спектр спиновых волн. Такая факторизация позволяет выписать прави-. ла отоора для магнитыг •орэгтовских пиков, вблизи которых амплитуда неупругого рассеяния будет осменно усилена. Данный результат, имекжий ооаия характер, был -проиллюстрирован в следующих разделах на примере квазидвумерных четырехподрепеточных антиферромагиетихоЕ

Cu О .La CuO И мз CuO .

J я а 2 .. 4 2 4''

Для них во бтороч разделе были получены обзие закономерности

спиновой динамики. Все они являются следствием квзз'идвунерн..:-свойств, вышеперечисленных магнетиков. Это приводит к следую^.!,, особенностям спектра спиноеых волн :

1) Энергия активации обменных спиновых волн . равная Усллч попадает в ооласть энергии активации акустических спиновье волн, равной У ил!, где л - большой по величине внутрислоевой обмен, л1 . - ыашй.ш величине межслоевой обмен, а а - анизотропия.

2) Дисперсия спиновых волн для направления * перпендикулярного слоям сио очень мала вследствие того, что

Л1 « Л . • (5)

так что спектр спиновых волн в этом направлении имеет квазидвумер-ьья характер

3)' Для волновых векторов к , лежащих в слоях, и удовлетворяющих соотношению -.< 1 где а - постоянная решётки, вследствие "^неравенства (5) спектр с55йгс№ых волн очень быстро выходят на линейные участки и имеет вид о> ■ л к а . все это определяет большую величину некоторых параметров канонического преобразования, что свидетельствует о том,- что некоторые динамические переменные имеют аномально большой отклик на внешнее возмущение. Причём этот эффект в силу квазидвумерных свойств имеет место как для акустических мод. так и для обменных.

Это и приводит-к эффекту обменного усиления интенсивности неупругого рассеяния нейтронов на спиновых волнах в ВТСП- материалах, который рассматривается в третьем разделе главы. Прежде всего необходимо отметить наличие эффекта компенсации мехслоевого обменного взаимодействия'в ьаг сио^ и ^ сио^ . состоящего в обращении в нуль константы мехслоевого билинейного обмена, связывающего вектора антиферромагнетизма 'слоев. В первом соединении этот эффект является неполным, и. магнитная структура, стабилизируется разностью близких-друг к другу межслоевых обменных констант л^ г -л1а . эта разность обращается в нуль в отсутствии ■ орторомбических. искажений. В соединении ' сио^ компенсация оказывается'полной, а четырёхспиновый обмен о устанавливает неколлинеарное магнитное' упорядочение типа "плоский крест". Все это необходимо учитывать при анализе эффекта обменного Усиления. Воспользовавшись возыож-

ноет?-.) ыдедзния кз выражения для згнтенсягностя чисто структурного ;«1ожлтелд. становится возможным выписать прав:-!ла отбора для Брэг-гэвекях пиков, вблизи которых должен наблюдаться эффект семенного усиления. Необходимо такае заметить, что этот эффект будет наблюдаться как на акустических, так и на обменных модах. В 1-лг сис^ . например, обменное усиление- на акустических магнонах оудет наблюдаться еолизи магнитных брэТтовских пикоз. в то время как этот зе зффечт на обменных модах "имеет место вблизи ядермг орэггоЕскг.; глков. не совпадаю-аими с магнитный.

В разделе йа££2ЛЫ суммируются основам результаты, полученные ч настоящей диссертационной работе.

На заииту выносятся следующие положения:

1. Предложен метод построения феноменологической теории магнитного фазового перехода в системах с произвольна спином путем • приведены спинового представления, построенного на основе оазиса Рака операторов Вагнера.

2. Разработан способ симметричного анализа линеаризованных ураг-не-кл?. движения операторов Внгнера дгя описания линейной спиновой динамика магнетиков с помощь» разложения сшш-дикамнческого представления по неприводимым представлениям магнитной групп;-:.

3.' Построена теория спиновых волн многоподрес^точных магнетиков при конечных температурах/ максимально использую-дая мапдтную_ симметрия с одноа стороны, и -учитывающая особенности конкретных магнетиков - с другой стороны.

4. На основе предшвенноя техника рассмотрен магнитный, фазовый переход и спектр' спиновых волн в . коллинеарном ангиф-зрромагнетике со спином I кх!^ ' с учетом появления дополнительных квадруполъ-кых перемена. .

5. Получены правила отбора для отыскания брэгговских пиков, вблизи ко^-'г-ьа имеет место з^фехт обменного усиления интенсивности неупру;-.го рассеяния нейтронов в четырехподрешеточных. квазидвумерньс анткферреыагнетиках »ва си а . Сио я м<1 сип .

2 10 3 4 2 4

основня* результаты диссертации опубликованы з следутаих работах:

I. Г/рин о. В.. Ларионов М. М. Описание фазовых переходов й всэсуздениа в- магнетиках с произвольны* спинсм. - Препринт УрО

АК СССР'. Т. Свердловск Л 989г. 26 с.

2. Гурин о. В.. 'Ларионов М.М. Симметрия и проблема спектра спиновых волн в магнетиках. - Препринт ИЭФ УрО АН ■ СССР г. Свердловок 1ЭЭ1Г, 40 С.

3. O.V. Gurjn and Michael М. Larionov. Symmetry and problem , of sDin wave soectrum in magnets.- Journ. Magn. and Magn. Mat., 1ЧЧЦ, V. 132 . No. 1-3, p.335-3<*8

4. Ларионов M. M.. Пашкевич Ю. Г. . Метод канонических переменных в динамике многоподрешеточных магнетиков с произвольном спином. Спиновые волны в' uoi. - Препринт ДонФТИ - 94 - ■ 4. Донецк. 1994. 33 с.

5. Епинкин В. А. Витебский И. М.. Ларионов М. М.. Пашкевич Ю.Г.. Соболев В. Л. Спиновые волны, двухмагнонное поглощение- света и- н&-упругое рассеяние нейтронов в сио^ . - Препринт ИМК-92.-3.. инг-та. Монокристаллаг АН Украины. Харьков 1992г. 35 с.'

Pashkevict-.^rtd М.М. Lariongv. Pecul i arirtifis- of" in"—.

clastic neutron scat tS^i^S». on magnons in High—Tc. materials of

stoichiometrical composition Nd CuO . La CuO and YBa Си О . -

z 4 z . 2 a a .

Abstracts of 38-th Annual Conference on magnetism and magnetic materials. November, 15-1B, 1993, p.321.

7- V.L. Sotolev. H.L. Huang, Yu.G. Pashkevich, И.М. Larionov, 1 .Ml Vitebsky, V.A. Blink-in. Spin- wave spectrum, and inelastic: neutron scattering by magnons in . Ni; Hlifl Phye. Rev. В., 199<t, V.V9 . No.2, p . 1170—1181 .

ЛИТЕМЗУШ,

1 - Биденхарн Л. С.. ЛаукЖ.Д. Угловой! момент в'квантовой физике:

М./Мир. .1984. в 2-х томах • , ■

г. Изюмов ¡0. А... Сыромятников В: Н. Фазовые переходы и симметрия:

кристаллов.-М./ Наука,- 1984.'- 248й.-' з ф. п. Онуфриува. Динамическая теория- немагнитной, фазы сингабтньЕ

-магнетиков.//ЖЭТФ-94-<1988>-езг.. ' ' •

4- БйрьяхтарВ.Г. .Пажевич Ю-Г, .Соболев-В. Л. Рассеяние света-

• на магнонах и магнитооптические эффекты в многоподрешеточ-ных магнетиках // ЖЭТФ.-1983. - т. 85;n5( И). - С. 1625-1637.

5. P.J.Colwell, L.A.Rahn, С.Т.Walker Raman Scattering from antiferromagnetic UO^ //Light Scattering

in Solids/,EcJe M.Balkanski, R.C.C.Leite and S.P.S. Porto. - Paries Flammarion, 1975. p.239-243.

6. Я.A.Cowley and G.Dolling Magnetic Excitations in uraniun

dioxide.// Phy«.Rev.-196B.- v. 167, No.2, p.46^-477.

7. P.GiannozZi and P.Erdos Theoretical analysis of the 3-k magnetic structure arid distortion of uranium dioxide.// JMMrt.- 19B7.-v.67, No-1, Р.75-Я7.

Ответственный за выпуск M. А. Белоголовский

Подписано к печати -П сч 94 >' 5 Формат БО х 84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1.0. Уч. изд. 1.0. Тираж.100 зкз. Заказ 6 . •

Ротапринт ИЭП АН Украины

340048. Донецк-48. ;ул. Университетская.77

лз