Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field

The ferrimagnetic spin-1/2 chain composed of alternating Ising and Heisenberg spins in an arbitrarily oriented magnetic field is exactly solved using the spin-rotation transformation and the transfer-matrix method. It is shown that the low-temperature magnetization process depends basically on a spa...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2012
Автори: Strečka, J., Hagiwara, M., Han, Y., Kida, T., Honda, Z., Ikeda, M.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2012
Назва видання:Condensed Matter Physics
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120296
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field / J. Strečka, M. Hagiwara, Y. Han, T. Kida, Z. Honda, M. Ikeda // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 4. — С. 43002:1-11. — Бібліогр.: 15 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-120296
record_format dspace
spelling irk-123456789-1202962017-06-12T03:04:13Z Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field Strečka, J. Hagiwara, M. Han, Y. Kida, T. Honda, Z. Ikeda, M. The ferrimagnetic spin-1/2 chain composed of alternating Ising and Heisenberg spins in an arbitrarily oriented magnetic field is exactly solved using the spin-rotation transformation and the transfer-matrix method. It is shown that the low-temperature magnetization process depends basically on a spatial orientation of the magnetic field. A sharp stepwise magnetization curve with a marked intermediate plateau, which emerges for the magnetic field applied along the easy-axis direction of the Ising spins, becomes smoother and the intermediate plateau shrinks if the external field is tilted from the easy-axis direction. The magnetization curve of a polycrystalline system is also calculated by performing powder averaging of the derived magnetization formula. The proposed spin-chain model brings an insight into high-field magnetization data of 3d-4f bimetallic polymeric compound Dy(NO₃)(DMSO)₂Cu(opba)(DMSO)₂, which provides an interesting experimental realization of the ferrimagnetic chain composed of two different but regularly alternating spin-1/2 magnetic ions Dy³+ and Cu²+ that are reasonably approximated by the notion of Ising and Heisenberg spins, respectively. Феримагнiтний спiн-1/2 ланцюжок, який складається з почергових Гайзенбергових та Iзингових спiнiв у довiльно орiєнтованому магнiтному полi, розв’язується точно, використовуючи перетворення повороту спiнiв та метод трансфер-матрицi. Показано, що низькотемпературний процес намагнiчення залежить в основному вiд просторової орiєнтацiї магнiтного поля. Гостра сходинкоподiбна форма кривої намагнi-ченостi з помiтним промiжним плато, яке з’являється у магнiтному полi прикладеному вздовж напрямку легкої осi Iзингових спiнiв, стає гладшою та промiжне плато коротшає, якщо зовнiшнє поле вiдхиляється вiд напрямку легкої осi. Крива намагнiченостi полiкристалiчної системи також обчислюється, здiйсню-ючи конфiгурацiйне усереднення отриманої формули для намагнiченостi. Запропонована модель спi-нового ланцюжка дає розумiння намагнiченостi у сильних полях 3d-4f бiметалiчної полiмеpної сполу-ки Dy(NO₃)(DMSO)₂Cu(opba)(DMSO)₂, яка допускає цiкаву експериментальну реалiзацiю феримагнiтного ланцюжка, складеного з двох рiзних, але регулярно змiнних спiн-1/2 магнiтних iонiв Dy³+ and Cu²+, що прийнятно апроксимуються поняттями Iзингових та Гайзенбергових спiнiв, вiдповiдно. 2012 Article Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field / J. Strečka, M. Hagiwara, Y. Han, T. Kida, Z. Honda, M. Ikeda // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 4. — С. 43002:1-11. — Бібліогр.: 15 назв. — англ. PACS: 05.30.-d, 05.50.+q, 75.10.Hk, 75.10.Jm, 75.10.Pq, 75.40.Cx DOI:10.5488/CMP.15.43002 arXiv:1206.6656 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120296 en Condensed Matter Physics Інститут фізики конденсованих систем НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language English
description The ferrimagnetic spin-1/2 chain composed of alternating Ising and Heisenberg spins in an arbitrarily oriented magnetic field is exactly solved using the spin-rotation transformation and the transfer-matrix method. It is shown that the low-temperature magnetization process depends basically on a spatial orientation of the magnetic field. A sharp stepwise magnetization curve with a marked intermediate plateau, which emerges for the magnetic field applied along the easy-axis direction of the Ising spins, becomes smoother and the intermediate plateau shrinks if the external field is tilted from the easy-axis direction. The magnetization curve of a polycrystalline system is also calculated by performing powder averaging of the derived magnetization formula. The proposed spin-chain model brings an insight into high-field magnetization data of 3d-4f bimetallic polymeric compound Dy(NO₃)(DMSO)₂Cu(opba)(DMSO)₂, which provides an interesting experimental realization of the ferrimagnetic chain composed of two different but regularly alternating spin-1/2 magnetic ions Dy³+ and Cu²+ that are reasonably approximated by the notion of Ising and Heisenberg spins, respectively.
format Article
author Strečka, J.
Hagiwara, M.
Han, Y.
Kida, T.
Honda, Z.
Ikeda, M.
spellingShingle Strečka, J.
Hagiwara, M.
Han, Y.
Kida, T.
Honda, Z.
Ikeda, M.
Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field
Condensed Matter Physics
author_facet Strečka, J.
Hagiwara, M.
Han, Y.
Kida, T.
Honda, Z.
Ikeda, M.
author_sort Strečka, J.
title Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field
title_short Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field
title_full Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field
title_fullStr Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field
title_full_unstemmed Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field
title_sort ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating ising and heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
publishDate 2012
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120296
citation_txt Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field / J. Strečka, M. Hagiwara, Y. Han, T. Kida, Z. Honda, M. Ikeda // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 4. — С. 43002:1-11. — Бібліогр.: 15 назв. — англ.
series Condensed Matter Physics
work_keys_str_mv AT streckaj ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield
AT hagiwaram ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield
AT hany ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield
AT kidat ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield
AT hondaz ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield
AT ikedam ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield
first_indexed 2023-10-18T20:36:39Z
last_indexed 2023-10-18T20:36:39Z
_version_ 1796150645917483008