Электронный механизм структурных фазовых переходов в арсениде марганца

• Опубліковано в: : Физика низких температур
• Дата: 2004
• Автори: Вальков, В.И., Головчан, А.В.
• Формат: Стаття
• Мова: Російська
• Опубліковано: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2004
• Теми: Низкотемпеpатуpный магнетизм
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/119850
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Электронный механизм структурных фазовых переходов в арсениде марганца / В.И. Вальков, А.В. Головчан // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 9. — С. 945–957. — Бібліогр.: 31 назв. — рос.

Проведено обобщение спин-флуктуационной теории магнетизма для магнетиков со сложной
 кристаллической и магнитной структурой. Получено выражение для свободной энергии системы
 коллективизированных p-, d-электронов, описываемой гамильтонианом Хаббарда, при учете
 статических смещений ионных остовов, приводящих к изменению симметрии решетки. При
 расчете свободной энергии использовано приближение однородных локальных полей. Разработанный
 подход применен для изучения конкуренции магнитного и структурного параметров
 порядка в ферромагнитном MnAs при T = 0. Показано, что появление структурных искажений
 исходной никель-арсенидной решетки (отличного от нуля параметра структурного порядка)
 приводит к понижению средней энергии зонных электронов. Конкуренция электронной энергии
 и энергии ион-ионного взаимодействия обеспечивает возможность стабилизации этих искажений.
 Взаимодействие параметров структурного и магнитного порядков ответственно за подавление
 структурных искажений. Показано, что появление в системе намагниченности
 (спонтанной или индуцированной магнитным полем) может привести к восстановлению исходной
 никель-арсенидной структуры. Подобный магнитоструктурный переход наблюдается экспериментально. Проведено узагальнeння спін-флуктуаційної теорії магнетизму для магнетиків зі складною
 кристалічною та магнітною структурою. Отримано вирази для вільної енергії системи колектив
 ізованих p-, d-электронів, яка описується гамільтоніаном Хаббарда, при врахуванні статичних
 зсувів іонних остовів, що приводить до зміни симетрії гратки. При розрахунку вільної
 енергії використовано наближення однорідних локальних полів. Розроблений підхід застосовано
 для вивчення конкуренції магнітного та структурного параметрів порядку в феромагн
 ітному MnAs при T = 0. Показано, що виникнення структурних викривлень вихідної
 нікель-арсенідної грати (відмінного від нуля параметру структурного порядку) приводить до
 зниження середньої енергії зонних електронів. Конкуренція електронної енергії та енергії
 іон-іонної взаємодії забезпечує можливість стабілізації цих викривлень. Взаємодія параметрів
 структурного та магнітного порядків відповідає за пригнічення структурних викривлень. Показано,
 що поява в системі намагніченості (спонтанної або індукованої магнітним полем) може
 привести до відновлення вихідної нікель-арсенідної структури. Подібний магнітоструктурний
 перехід спостерігається експериментально. The spin-fluctuation theory of magnetism is
 generalized for magnets of a complex crystal and
 magnetic structure. An expression for free energy
 itinerant p,d-electrons described by the Hubbard
 Hamiltonian is obtained with allowance for static
 displacements of ionic cores which result in
 changes of the lattice symmetry. The approximation
 of uniform local fields is used to calculate
 free energy.
 The developed approach is applied to study
 the competition of magnetic and structural order
 parameters in ferromagnetic MnAs at T = 0. It is
 shown that the original structural distortions of
 the initial nickel-arsenide lattice (the nonzero
 structural-order parameter) cause the average energy
 of itinerant electrons to decrease. The distortions
 can be stabilized due to the competition
 between electronic energy and energy of ion-ion
 interaction of the crystal. The interaction of
 structural and magnetic order parameters is responsible
 for the suppression of structure distortions.
 It is shown that the magnetization (spontaneous
 or magnetic field induced) occurred in
 the system may result in the restoration of the initial
 nickel-arsenide structure. A similar magnetostructural
 transition is observed experimentally.