Елементарні збудження і квантові фазові переходи у спінових системах низької розмірності
Дослідження властивостей основного та збуджених станів ряду одновимірних спінових моделей за допомогою варіаційних наближень та точних розв’язків. З’ясування можливості експериментального спостереження квантової динаміки внутрішніх солітонних мод.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.07.2014 |
| Размер файла | 237,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
. (27)
Умова „твердої серцевини” означає, що на вузлі може знаходитись не більше однієї частинки, що еквівалентно нескінченному потенціалу відштовхування на вузлі; інші взаємодії між бозонами при цьому нехтуються. При система містить скінченну кількість бозонів , і для розрахунку ДСФ при низьких температурах достатньо взяти до уваги процеси таких трьох типів: (А) народження/знищення низькоенергетичної -частинки; (В) народження/знищення високоенергетичних або -частинок; (С) перетворення у . Показано, що процеси типу (В) приводять до крайової сингулярності у ДСФ, тобто
, (28)
де і у наближенні твердої серцевини показник . Для , де очікується найбільша інтенсивність ДСФ, край . Процеси типу (А) дають аналогічний внесок, у якому край лежить на нульовій частоті. При магнонні моди ведуть себе як , з вираженим стрибком першої похідної при .
Наявність навіть слабких тривимірних взаємодій докорінно змінює властивості системи при : відбувається бозе-ейнштейнівська конденсація частинок, які є суперпозицією і -бозонів (що еквівалентно появі дальнього антиферомагнітного порядку, перпендикулярного до напрямку прикладеного поля) і формуються добре визначені квазичастинки на фоні дальнього порядку. В роботі отримано відповідні магнонні спектри як функції прикладеного поля для систем слабо зв'язаних димерів спіну Ѕ на основі польового підходу, розвинутого у Розділі 1.
Заключний підрозділ присвячено вивченню динаміки анізотропних (неосесиметричних) щілинних одновимірних спінових систем в сильному полі. В таких системах навіть у чисто одновимірному випадку наявний дальній антиферомагнітнй порядок при , і спектр має квазичастинковий характер. Задачу розглянуто на прикладі анізотропного димеризованого ланцюжка. На основі узагальнення димерної польової теорії, застосованої у Розділі 1 для опису димеризованих ланцюжків, на випадок сильної анізотропії, виведено ефективну польову модель, що дається лагранжіаном
, (29)
де мається на увазі сума по індексах, що повторюються, - граничні швидкості, і - енергетичні параметри, а потенціал взаємодії має вигляд
, (30)
де параметри мають розмірність енергії. Для моделі анізотропного димеризованого ланцюжка всі параметри моделі можна виразити через мікроскопічні обмінні константи. Польову модель (29)-(30) можна також застосовувати для інших анізотропних одновимірних систем, що належать до того ж класу універсальності стосовно фазового переходу при , вважаючи параметри моделі феноменологічними. Успішність такого підходу проілюстровано на прикладі опису експериментальних залежностей енергій магнонних мод від прикладеного поля для матеріалу Ni(C5H14N2)2N3(PF6) (відомого як NDMAP), що реалізує анізотропний холдейнівський ланцюжок спіну 1. При цьому слід відзначити, що відомі раніше польові моделі [U7,U8], які пропонувалися для опису властивостей холдейнівського ланцюжка у сильних полях, приводять до різких розбіжностей з експериментальними даними.
ВИСНОВКИ
Дисертація містить розв'язання наукової проблеми, яка полягає в виявленні нових фізичних явищ, зокрема квантових фазових переходів та особливостей спектру елементарних збуджень, що виникають у спінових системах низької розмірності при наявності конкуруючих магнітних взаємодій (анізотропії, фрустрованої гайзенбергівської або багатоспінової обмінної взаємодії, сильного магнітного поля тощо). Можна виділити наступні найбільш важливі результати, отримані в роботі:
Побудовано фазові діаграми основного стану і досліджено динаміку ряду низьковимірних спінових систем на основі розроблених ефективних теоретико-польових моделей, зокрема:
Побудовано квантові фазові діаграми і досліджено динаміку узагальнених спінових драбинок на основі теоретико-польового опису в рамках нелінійної сигма-моделі.
Показано, що фазова діаграма фрустрованого антиферомагнітного ланцюжка спіну S з легкоплощинною анізотропією у випадку цілого S містить дві хіральні фази, одна з яких має щілину в спектрі, а інша є безщілинною, а у випадку напівцілого S хіральна фаза із щілиною відсутня.
Досліджено нелінійну динаміку білінійно-біквадратичної моделі спіну 1 на основі спеціально розробленого теоретико-польового опису. Показано існування фази спінового нематика поблизу границі феромагнітної фази, причому для розмірності нематичний порядок є лише ближнім.
Розроблена ефективна польова теорія для опису систем, що складаються із слабо зв'язаних димерів спінів Ѕ, на її основі досліджено фазову діаграму і елементарні збудження одновимірного димеризованого гайзенбергiвського антиферомагнетика.
Досліджено квантову динаміку внутрішніх ступеней вільності топологічних солітонів в одновимірних антиферомагнетиках з ромбічною анізотропією:
Вивчено квантове тунелювання в мезоскопiчнiй доменній стінці і показано, що величина тунельного розщеплення є осцилюючою функцією магнітного поля, причому період осциляцій зворотньо пропорційний площі перерізу стінки. Показано, що при наявності магнітного поля у випадку напiвцiлого спіну S у будь-якій реалістичній схемі експерименту можуть спостерігатися два різні значення тунельного розщеплення.
Досліджена динаміка і термодинаміка газу кінків на основі узагальнення методу солiтонної феноменології для солiтонiв із внутрішніми ступенями вільності. Показано, що наявність внутрішньої динаміки солiтонiв дає характерний внесок у спінові функції відгуку, який може бути зареєстрований експериментально методом магнітного резонансу.
Досліджено властивості основного стану і спектру елементарних збуджень ряду модельних одновимірних спінових систем на основі розвинутого методу побудови хвильових функцій у формі матричного добутку, що дозволяє контролювати повний спін та його z-проекцію:
За допомогою варіаційних хвильових функцій досліджено основний стан і динаміку ферiмагнiтного ланцюжку із чередуванням спiнiв 1 i 1/2, фрустрованого ланцюжку спіну 1, зигзагоподібного ланцюжку спіну 1/2, та моделей з орбітальними ступенями вільності і показано, що результати такого опису добре узгоджуються з даними комп'ютерного моделювання.
Вивчено фазові переходи і елементарні збудження у спеціально побудованих родинах моделей S=1/2 спінових драбинок, „змішаних” драбинок з S=1 та S=1/2 спiнiв, а також драбинок з немагнітними домішками, що мають точнi хвильовi функцiї основного стану у формi матричного добутку. Визначено підмножину моделей драбинок, для яких можливо отримати точні хвильові функції збуджених станів. Показано, що 4-спiнова обмiнна взаємодiя стимулює спонтанну димеризацію у S=1/2 драбинках. Представлено модель драбинки, для якої можна побудувати точну фазову дiаграму. Показано, що сильна фрустрацiя у драбинках може приводити до синглетних основних станiв з експоненцiйно великим виродженням.
З'ясовані особливості динаміки, термодинаміки та спінового відгуку низьковимірних магнетиків із щілиною в спектрі елементарних збуджень при прикладенні магнітного поля, що є достатньо сильним у порівнянні з щілиною:
Вивчено низькочастотну динаміку ферімагнітного ланцюжка спінів (1,1/2) та S=1 AKLT моделі в безщілинній фазі в сильному магнітному полі на основі наближеного зведення до ефективної моделі анізотропного ланцюжка спіну . Показано, що наявність спінонних збуджень у ефективній моделі може проявлятися експериментально у вигляді характерного подвійного піку в залежності питомої теплоємності від температури.
Показано, що наявнiсть плато намагніченості як функції поля у квазиодновимiрних магнетиках iстотно залежить вiд слабких „неодновимiрних'' взаємодiй, якi можуть сильно змiнювати число плато та їх положення.
Досліджено спіновий відгук (динамічний структурний фактор) одновимірних магнетиків із щілиною в спектрі, які мають аксіальну симетрію, при прикладенні сильного магнітного поля вздовж осі симетрії. Показано, що на додаток до відомого раніше низькоенергетичного континууму, існує також суттєвий внесок у відгук при високих енергіях, який визначається крайовими сингулярностями. Показано, що край поглинання як функція прикладеного магнітного поля має стрибок першої похідної при критичному значенні поля, де щілина обертається в нуль.
Вивчено динаміку анізотропної системи слабо зв'язаних димерів у сильних магнітних полях на основі розробленої ефективної польової теорії і показано, що ця теорія може бути застосована для феноменологічного опису динаміки інших, сильно корельованих систем, зокрема вона успішно описує експериментально отримані залежності енергій магнонних мод.
ПЕРЕЛІК ЦИТОВАНИХ ПРАЦЬ
Quantum Magnetism, ed. by U. Schollwцck, J. Richter, D.J.J. Farnell, and R.F. Bishop, Lecture Notes in Physics 645 (Springer, Berlin, 2004).
Magnetic Systems with Competing Interactions (Frustrated Spin Systems), ed. by H.T. Diep (World Scientific, Singapore, 1994).
T. Hikihara, M. Kaburagi, H. Kawamura, Phys. Rev. B 63, 174430 (2001).
A.V. Chubukov, J. Phys.: Condens. Matter 2, 1593 (1990).
A. Klьmper, A. Schadschneider, J. Zittartz, Europhys. Lett. 24, 293 (1993).
F. Mila, Eur. Phys. J. B 6, 201 (1998).
I. Affleck, Phys. Rev. B 41, 6697 (1990).
A. Tsvelik, Phys. Rev. B 42, 10499 (1990).
СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Иванов Б.А., Колежук А.К. Новый метод квазиклассического описания одномерных квантовых антиферромагнетиков.// ФНТ. - 1993. - Т.19, N3. - C.341-343.
Kolezhuk A.K. Continuum field description of 1d dimerized spin-1/2 Heisenberg antiferromagnets.// Phys. Rev. B. -1996. - Vol.53, N1. - P. 318-327.
Zheludev A., Honda Z., Broholm C., Katsumata K., Shapiro S.M., Kolezhuk A., Park S., and Qiu Y. Massive triplet excitations in a magnetized anisotropic Haldane spin chain.// Phys. Rev. B. - 2003. - Vol.68, N13. - Art.No.134438 - 4 pages.
Hagiwara M., Honda Z., Katsumata K., Kolezhuk A.K., and Mikeska H.-J. Zeeman levels with exotic field dependence in the high field phase of an S=1 Heisenberg antiferromagnetic chain.//Phys. Rev. Lett. - 2003. - Vol.91, N17. - Art.No.177601 - 4 pages.
Zheludev A., Shapiro S.M., Honda Z., Katsumata K., Grenier B., Ressouche E., Regnault L.-P., Chen Y., Vorderwisch P., Mikeska H.-J., Kolezhuk A.K. Dynamics of an anisotropic Haldane antiferromagnet in strong magnetic field.// Phys. Rev. B. - 2004. - Vol.69, N5. - Art.No.054414 - 10 pages.
Nedelcu C.-M., Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J. Nonlinear sigma model study of a frustrated spin ladder.// J. Phys.: Condens. Matter. - 2000. - Vol.12, N6. - P.959-964.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J. Phase transitions in the Heisenberg spin ladder with ferromagnetic legs.// Phys. Rev. B. - 1996. - Vol.53, N14. - P. R8848-R8850.
Kolezhuk A.K. Quantum chiral phases in frustrated easy-plane spin chains.// Phys. Rev. B. - 2000. - Vol.62, N10. - P. R6057-R6060.
Kolezhuk A.K. Large-S approach to chiral phases in frustrated spin chains.// Prog. Theor. Phys. Suppl. - 2002. - Vol.145. - P.29-36.
Ivanov B.A., Kolezhuk A.K. Effective field theory for the S=1 quantum nematic.// Phys. Rev. B. - 2003. - Vol.68, N5. -Art.No.052401 - 4 pages.
Иванов Б.А., Колежук А.К. Квантовое туннелирование намагниченности в доменной стенке малой площади.// Письма в ЖЭТФ. - 1994. - Т.60, N11. - C.792-795.
Иванов Б.А., Колежук А.К. Квантовое туннелирование и квантовая когерентность в топологическом солитоне квазиодномерного антиферромагнетика.// ФНТ. - 1995. - Т.21, N9. - C.986-988.
Ivanov B.A., Kolezhuk A.K., Kireev V.E. Chirality tunneling in mesoscopic antiferromagnetic domain walls.// Phys. Rev. B. - 1998. - Vol.58, N17. - P. 11514-11518.
Ivanov B.A., Kolezhuk A.K. Solitons with internal degrees of freedom in 1d Heisenberg antiferromagnets.//Phys. Rev. Lett. - 1995. - Vol.74, N10. - P.1859-1862.
Иванов Б.А., Колежук А.К. Солитоны в низкоразмерных антиферромагнетиках.// ФНТ. - 1995. - Т.21, N4. - C.355-389.
Иванов Б.А., Колежук А.К. Квантовая внутренняя динамика солитонов в одномерных антиферромагнетиках.// ЖЭТФ. - 1996. - Т.110, N6(12). - C.2183-2192.
Ivanov B.A., Kolezhuk A.K. Quantum internal modes of solitons in a one-dimensional easy-plane antiferromagnet in a strong magnetic field.// Phys. Rev. B. - 1997. -Vol.56, N14. - P.8886-8895.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J., Yamamoto S. Matrix-product-states approach to ferrimagnetic spin chains.// Phys. Rev. B. - 1997. - Vol.55, N6. - P.R3336-R3339.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J., Maisinger K., Schollwцck U. Spinon signatures in the critical phase of the (1,1/2) ferrimagnet in a magnetic field.// Phys. Rev. B. - 1999. -Vol.59, N21. - P. 13565-13568.
Brehmer S., Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J., Neugebauer U. Elementary excitations in the gapped phase of a frustrated S=1/2 spin ladder: from spinons to the Haldane triplet.// J. Phys.: Condens. Matter. - 1998. - Vol.10, N5. - P. 1103-1116.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J., Schollwцck U. Elementary excitations in one-dimensional spin-orbital models: neutral and charged solitons and their bound states.// Phys. Rev. B. - 2001. - Vol.63, N6. - Art.No.064418 - 8 pages.
Kolezhuk A.K., Roth R., Schollwцck U. First order transition in the frustrated antiferromagnetic Heisenberg S=1 quantum spin chain.// Phys. Rev. Lett. - 1996. - Vol.77, N25. - P. 5142-5145.
Kolezhuk A.K., Roth R., Schollwцck U. Variational and DMRG studies of the frustrated antiferromagnetic Heisenberg S=1 quantum spin chain.// Phys. Rev. B. - 1997. - Vol.55, N14. - P. 8928-8939.
Kolezhuk A.K., Schollwцck U. Connectivity transition in the frustrated S=1 chain revisited.// Phys. Rev. B. - 2002. - Vol.65, N10. - Art.No.100401(R) - 4 pages.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J. Models with exact ground states connecting smoothly the S=1/2 dimer and S=1 Haldane phases of one-dimensional spin chains.// Phys. Rev. B. - 1997. - Vol.56, N18. - P. R11380-R11383.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J. Non-Haldane spin liquid models with exact ground states.// Phys. Rev. Lett. - 1998. - Vol.80, N12. - P. 2709-2712.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J. Finitely correlated generalized spin ladders.// Int. J. Mod. Phys. B. - 1998. - Vol.12, N23. - P. 2325-2348.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J. Mixed spin ladders with exotic ground states.// Eur. Phys. J. B. - 1998. - Vol.5, N3. - P. 543-550.
Kolezhuk A.K. Models of impurities in valence bond spin chains and ladders.// J. Phys.: Condens. Matter. - 1998. - Vol.10. - P. 6795-6802.
Kolezhuk A.K. Magnetization plateaus in weakly coupled dimer spin system.// Phys. Rev. B. - 1999. - Vol.59, N6. - P. 4181-4188.
Kolezhuk A.K., Mikeska H.-J. Electron spin resonance in high-field critical phase of gapped spin chains.// Phys. Rev. B. - 2002. - Vol.65, N1. - Art.No.014413 - 8 pages.
Ivanov B.A., Kolezhuk A.K. Simple semiclassical approach to quantum 1-D antiferromagnetism.// In: Makhankov V., Puzynin I., Pashaev O. (eds.): Proc. of the 8th Int. Workshop "Nonlinear Evolution Equations and Dynamical Systems" NEEDS'92, Dubna, Russia, 6-17 July'92. - World Scientific, Singapore, 1993. - P. 313-317.
Ivanov B.A., Kolezhuk A.K. Macroscopic Quantum Tunneling in Magnetic Nanostructures.// In: Bar'yakhtar V.G., Wigen P.E., Lesnik N.A. (eds.): Frontiers in Magnetism of Reduced Dimension Systems. - Vol.49 - NATO ASI Series 3. High Technology, Kluwer, Dordrecht, 1998. - P.279-309.
АНОТАЦІЇ
Колежук О.К. Елементарні збудження і квантові фазові переходи у спінових системах низької розмірності. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.11 - „магнетизм”. - Інститут магнетизму Національної Академії Наук та Міністерства Освіти і Науки України, Київ, 2004.
Дисертація присвячена вивченню фізичних властивостей квантових моделей низьковимірних магнетиків, що містять, крім звичайного гайзенбергівського обміну, додаткові конкуруючі взаємодії (фрустровані обмінні зв'язки, негайзенбергівський обмін, анізотропія, сильне магнітне поле тощо). В роботі запропоновано ефективний теоретико-польовий опис для ряду моделей, зокрема, анізотропного фрустрованого ланцюжка спіну , білінійно-біквадратичної моделі спіну 1, систем слабо зв'язаних димерів спінів Ѕ, і на його основі проаналізовано фазові діаграми та елементарні збудження цих моделей. Вивчена квантова динаміка внутрішніх ступеней вільності у топологічно нетривіальних солітонах в одновимірних антиферомагнетиках і показана можливість її експериментального спостереження у спінових функціях відгуку. Розроблено метод побудови пробних хвильових функцій у вигляді матричного добутку, що дозволяє контролювати повний спін та його проекцію, і застосовано для побудови варіаційних наближень та точних основних станів ряду одновимірних спінових моделей. Досліджено особливості динаміки, термодинаміки та спінових функцій відгуку низьковимірних магнетиків із щілиною в спектрі елементарних збуджень при прикладенні магнітного поля, що є достатньо сильним у порівнянні з щілиною.
Ключові слова: низьковимірний магнетик, квантова фазова діаграма, теоретико-польовий опис, хвильова функція у вигляді матричного добутку, сильне магнітне поле, спінові функції відгуку.
Колежук А.К. Элементарные возбуждения и квантовые фазовые переходы в спиновых системах низкой размерности. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.11 - „магнетизм”. - Институт магнтизма Национальной Академии Наук и Министерства Образования и Науки Украины, Киев, 2004. .
Диссертация посвящена исследованию физических свойств квантовых моделей низкоразмерных магнетиков, содержащих, кроме обычного гейзенберговского обмена, дополнительные конкурирующие взаимодействия (фрустрированные обменные связи, негейзенберговский обмен, анизотропия, сильное магнитное поле и т.п.). В работе предложено еффективное теоретико-полевое описание для ряда моделей (в частности, анизотропной фрустрированной цепочки спина , билинейно-биквадратичной модели спина 1, систем слабо связанных димеров спинов Ѕ), и на его основе проанализированы фазовые диаграммы и елементарные возбуждения этих моделей. Исследована квантовая динамика внутренних степеней свободы в топологически нетривиальных солитонах одномерных антиферромагнетиков и показана возможность её экспериментального наблюдения в спиновых функциях отклика. Разработан метод построения пробных волновых функций в виде матричного произведения, позволяющий контролировать полный спин и его проекцию, и применён для получения вариационных приближений и точных основных состояний ряда одномерных спиновых моделей. Изучены особенности динамики, термодинамики и спиновых функций отклика низкоразмерных магнетиков со щелью в спектре элементарных возбуждений при приложении магнитного поля, достаточно сильного по сравнению со щелью.
Ключевые слова: низкоразмерный магнетик, квантовая фазовая диаграмма, теоретико-полевое описание, волновая функция в виде матричного произведения, сильное магнитное поле, спиновые функции отклика.
Kolezhuk A.K. Elementary excitations and quantum phase transitions in low-dimensional spin systems. - Manuscript.
Thesis for a DSc. degree in speciality 01.04.11 - „magnetism”. - Institute of Magnetism, National Academy of Sciences and Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2004.
The thesis is devoted to the problem of quantum phase transitions and pecularities of the excitation spectrum in quantum models of low-dimensional magnets which possess additional magnetic interactions which compete with each other or with the basic nearest-neighbor exchange, such as anisotropy, frustrating exchange interaction beyond nearest neighbors, multi-spin exchange, strong external magnetic field, etc. The main results of the work can be formulated as follows: In Chapter 1, an effective field-theoretical description is proposed for a number of models of low-dimensional magnets, and on its basis the ground state phase diagrams in the space of model parameters are studied. Particularly, a new type of description which goes beyond the -model is formulated for the first time for dimerized spin-1/2 chains, for anisotropic spin-S chains with frustrating next-nearest-neighbor interaction, and for the S=1 model with mixed bilinear and biquadratic exchange.
Existence of two types of chiral phases (gapped and critical) in an easy-plane frustrated spin-S chain is predicted for any integer S, and it is shown that the chiral gapped phase is suppressed due to topological effects for half-integer S. Nematic phase in the S=1 bilinear-biquadratic chain is shown to exist near the ferromagnetic phase boundary, supporting the initial prediction of Chubukov.
In Chapter 2, possible experimental manifestation of solitons with internal degrees of freedom is studied for one-dimensional models of antiferromagnets with rhombic anisotropy. The so-called method of soliton phenomenology is generalized for the case of models possessing soliton solutions with internal degrees of freedom. It is predicted that internal soliton dynamics gives a characteristic contribution to the dynamic structure factor, which can be detected in electron spin resonance experiments. For a quasi-one-dimensional mesoscopic antiferromagnetic sample, the problem of quantum tunneling between states with different chirality of a mesoscopic magnetic domain wall is considered for the first time.
In Chapter 3, a method of constructing trial wave functions for one-dimensional spin systems in a matrix product form with desired quantum numbers of the total spin and its z-projection is proposed. Applications of the proposed method to the variational description of the ground state and elementary excitations for a number of models (particularly, ferrimagnetic spin chain, S=1/2 zigzag chain, spin chains with orbital degrees of freedom, frustrated S=1 chain) are considered.
In Chapter 4, the matrix product formalism developed in Chapter 3 is applied as a tool to obtain one-dimensional spin models whose exact ground state wave functions can be cast in the form of a matrix product. Several large families of such ``matrix product solvable'' models are found for the first time, including generalized S=1/2 ladders, ``mixed'' ladders consisting of S=1 and S=1/2 spins, and systems with impurities. Subfamilies allowing exact solutions for excited states are obtained, which gives one a unique opportunity to study certain quantum phase transitions exactly.
In Chapter 5, static and dynamic properties of gapped low-dimensional spin systems subject to an external magnetic field which is sufficiently strong comparing to the spin gap are studied. It is shown that in axially symmetric systems, where the high-field phase is critical, the dynamical structure factor contains, in addition to the low-energy two-spinon continuum, high-energy edge singularities which are connected to the high-energy single-particle triplet excitations below the critical field . The edge as a function of the field is predicted to exhibit a change of slope at . It is also shown that in the critical phase effective spinons manifest themselves in the characteristic double-peak structure of the low-temperature specific heat.
For axially anisotropic systems, whose high-field phase is ordered, phenomenological field-theoretical description is proposed, which is a generalization of the dimer field theory presented in Chapter 1. This approach is applied to describe the behavior of the anisotropic S=1 Haldane chain material Ni(C5H14N2)2N3(PF6) (known as NDMAP) in strong magnetic field and yields a good agreement with the experimental results.
It is shown that the existence of the so-called magnetization plateaux in quasi-one-dimensional magnets depends on the weak three-dimensional interactions, which can strongly affect the number of plateaux and their positions.
Keywords: low-dimensional magnet, quantum phase diagram, effective field theory, matrix product state, strong magnetic field, spin response functions.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Комбінаційне і мандельштам-бріллюенівське розсіювання світла. Властивості складних фосфорвмісних халькогенідів. Кристалічна будова, фазові діаграми, пружні властивості. Фазові переходи, пружні властивості, елементи акустики в діелектричних кристалах.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.10.2011Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини. Формула де Бройля. Стан частинки в квантовій механіці. Хвильова функція, її статистичний зміст. Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів. Фізика атомів і молекул. Спін електрона. Оптичні квантові генератори.
курс лекций [4,3 M], добавлен 24.09.2008Експериментальне отримання швидкісних, механічних характеристик двигуна у руховому і гальмівних режимах роботи. Вивчення його електромеханічних властивостей. Механічні та швидкісні характеристики при регулюванні напруги якоря, магнітного потоку збудження.
лабораторная работа [91,8 K], добавлен 28.08.2015Кристалічна структура та фононний спектр шаруватих кристалів. Формування екситонних станів у кристалах. Безструмові збудження електронної системи. Екситони Френкеля та Ваньє-Мотта. Екситон - фононна взаємодія. Екситонний спектр в шаруватих кристалах.
курсовая работа [914,3 K], добавлен 15.05.2015Теорія Бора будови й властивостей енергетичних рівнів електронів у водневоподібних системах. Використання рівняння Шредінгера, хвильова функція та квантові числа. Енергія атома водню і його спектр. Виродження рівнів та магнітний момент водневого атома.
реферат [329,9 K], добавлен 06.04.2009Дослідження теоретичних методів когерентності і когерентності другого порядку. Вживання даних методів і алгоритмів для дослідження поширення частково когерентного випромінювання. Залежність енергетичних і когерентних властивостей вихідного випромінювання.
курсовая работа [900,7 K], добавлен 09.09.2010Функціонал електронної густини Кона-Шема. Локальне та градієнтне наближення для обмінно-кореляційної взаємодії. Одержання та застосування квантово-розмірних структур. Модель квантової ями на основі GaAs/AlAs. Розрахунки енергетичних станів фулерену С60.
магистерская работа [4,6 M], добавлен 01.10.2011Експериментальні й теоретичні дослідження, винаходи, найвидатніші досягнення українських фізиків в галузі квантової механіки та інших напрямів. Застосування понять цієї науки для з’ясування природи різних фізичних механізмів. Основні наукові праці вчених.
презентация [173,7 K], добавлен 20.03.2014Дослідження тунельного ефекту в рамках квантової механіки та шляхів розв'язку рівняння Шредінгера, що описує можливість подолання частинкою енергетичного бар'єру. Визначення коефіцієнту прозорості та іонізації атома під дією зовнішнього електричного поля.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 05.09.2011Методи наближеного розв’язання крайових задач математичної фізики, що виникають при моделюванні фізичних процесів. Використання засобів теорії наближень атомарними функціями. Способи розв’язання крайових задач в інтересах математичного моделювання.
презентация [8,0 M], добавлен 08.12.2014
