Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Особой группой веществ, в к-рых наблюдались состояния С. п. в., являются иек-рые квазподпомерные органические проводники, иапр. (TMTSF)2X — тетраме-тпл-тетраселеифу льва леи, где X — анионы (X = PF4, AsF6). Установлено также существование С. п. в. и с нек-рыми др. анионами. Переходу в антиферро-магк. фазу отвечает С. п. в. с удвоенным (по сравнению с постоянной решётки) периодом в продольном направлении. Возможно, что магн. упорядочение в металлооксидах типа La-Sr — Cu-O н Y-Ba— Cu—О также представляет собой С. п. в., что связано с проблемой высокотемпературной сверхпроводимости (см. Оксидные высокотемпературные сверхпроводники).
В широком смысле понятие С. п. в. может быть обобщено иа случай произвольных периодич. сверхструктур в аитиферромагнеткках (геликоидальные, синусоидальные структуры). Феиоменологич. теория маги, сверхструктур основывается иа теорнн фазовых переходов 2-го рода Ландау. В неметаллах формирование сверхструктур происходит под влиянием релятивистских взаимодействий спин — решётка и спин — спии, а также вследствие аикзотропиого обменного взаимодействия. Периоды сверхструктур в аитиферро-маги. металлах определяются взаимодействием электронов проводимости со спниами магн. ионов и мало отличаются от величин, обратных экстремальным диаметрам поверхности Ферми.
Jlum.: Даялошинский И. E., Теория геликоидальных структур в антиферромагнетиках, «ЖЭТФ», 1964, т. 46, с. 1420; т. 47, с. 337, 992; Куликов Н. И., Tyry-
ш е в В. В., Волны спиновой плотности и зонный антиферромагнетизм в металлах, «УФН», 1984, т. 144, в. 4, с. 643; Горьков JI. П., Физические явления в ыовых органических проводниках, там же, в. 3, с. 381; Мория Т., Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами, пер. с англ., М., 1988. В. В. Тугушев, Е. П. Башкин.
СПЙНОВЫЕ ВОЛНЫ — волиы нарушений магн. упорядоченности в ферро-, антиферро- и ферримагнетиках. Спииы атомов в этих веществах и связанные с ними магн. моменты в оси. состоянии упорядочены. Отклонение магн. момента от преимущественного направления не локализуется иа атоме, а в вида волны распространяется в среде. С. в.— элементарное возбуждение
магн. системы в магиитоупорядоченной среде; квазичастицы, соответствующие С. в., иаз. магиоиами. Существование С. в. в ферромагнетиках предсказано Ф. Блохом (F. Bloch) в 1930. Вся совокупность эксие-рим. факторов о поведении магиитоупорядочеииых тел при темп-ре T значительно ниже темп-ры Кюри Tc (нли темп-ры Нееля Tn) свидетельствует о существовании С. в. (в частности, Блоха закон).
С. в., как всякая волиа в кристалле, характеризуется законом дисперсии — зависимостью её частоты а> от квазиволнового вектора к. Энергия S и квазиим-пульс р магиоиа равны: S — ftto, р = Hк. Кристалл с N магнитными под решётками имеет N типов (ветвей, мод) С. в. с разл. законами дисперсии:
о) = tty(k); і = I, 2, N.
Классическое описание. С. в. допускают наглядную классич. интерпретацию: рассмотрим цепочку атомов, расстояние между к-рыми а, в магн. поле Н. Еслк волновой вектор к = 0, то все спииы синфазио прецес-снруют вокруг Я с частотой M0 (однородная прецессия). Прн к -Ф 0 прецессия спинов неоднородна — разные спииы повёрнуты на разные углы, разность углов поворота равна ка (рис. 1). Частота
a^TTTfTTTTT??
Рнс. 1. Спиновая волна в линейной цепочке спинов: а — вид цепочии спинов в перспективе (сбоку); б — вид цепочки спинов сверху; волна изображена линией, проходящей через концы спиновых векторов.
неоднородной прецессии ю(к) > а)0. В реальных системах малые колебания маги, моментов атомов осуществляются в виде воли неоднородной прецессии.
В случае длинных воли колебания маги, моментов можно описывать как колебания макроскопич. векторов — плотностей маги, моментов (намагниченностей) подрешёток Mi (r,t) — ф-ций координаты г и времени (. Прн неоднородной прецессии длины векторов IM^j =
= jL^/y0, где JLij — маги, момент атома J-й подрешётки, и0 — объём ячейки кристалла, сохраняются; |М*| — интегралы движения. Законы дисперсии длинноволновых С. в. определяются из Ландау — Лифшица уравнения:
TMiwO (1)
Здесь у = efтс — магнитомеханическое отношение (без учёта спии-орбнтальиой связи); е, т — заряд и масса электрона, S — энергия взаимодействия магн. моментов подрешёток, Нэф — эфф. маги, поле (см. ниже).
Осн. состояние определяется условием коллинеарности
І0
намагниченностей Mio и эфф. маги, полей H :
эф
["afCl=0- <2>
Линеаризация ур-ния (1) с учётом (2) приводит к системе ур-иий для перем, составляющих магн. моментов:
Hti=Mi-M10; mil Mio, (3)
Поле НЭф, кроме пост. маги, поля Н, содержит перем, часть h — маги, поле, связанное с взаимодействием между подрешётками и с неоднородностью их намагниченностей. Т. к. частоты С. в. невелики, то для определения H можно воспользоваться ур-ииями магнитостатики:
rot fc—0; div /»-=—4л div m~ ^ «і- (4)
і=I
Маги, поле H осуществляет магнитодиполь-ное взаимодействие между колеблющимися 637
СПИНОВЫЕ
магн. моментами. Лянеарнзов. ур-иия (1) совместно с (4) суть ур-ния С. в. Подставляя в них
