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...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Condensed Matter Physics |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
2012
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120296 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | 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. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-120296 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Strečka, J. Hagiwara, M. Han, Y. Kida, T. Honda, Z. Ikeda, M. 2017-06-11T14:46:58Z 2017-06-11T14:46:58Z 2012 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 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120296 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. This work was partly supported by the Global COE Program (Core Research and Engineering of Ad-vanced Materials-Interdisciplinary Education Center for Materials Science) (No. G10) from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT), Japan. J.S. acknowledges warm hospitality during his stay as visiting research scholar at KYOKUGEN centre. en Інститут фізики конденсованих систем НАН України Condensed Matter Physics Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field Феримагнiтний спiн-1/2 ланцюжок з почергових Гайзенбергових та Iзингових спiнiв у довiльно орiєнтованому магнiтному полi Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Ferrimagnetic spin-1/2 chain of alternating Ising and Heisenberg spins in arbitrarily oriented magnetic field |
| spellingShingle |
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. |
| 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 |
| author |
Strečka, J. Hagiwara, M. Han, Y. Kida, T. Honda, Z. Ikeda, M. |
| author_facet |
Strečka, J. Hagiwara, M. Han, Y. Kida, T. Honda, Z. Ikeda, M. |
| publishDate |
2012 |
| language |
English |
| container_title |
Condensed Matter Physics |
| publisher |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Феримагнiтний спiн-1/2 ланцюжок з почергових Гайзенбергових та Iзингових спiнiв у довiльно орiєнтованому магнiтному полi |
| 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.
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.
|
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.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. |
| work_keys_str_mv |
AT streckaj ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield AT hagiwaram ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield AT hany ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield AT kidat ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield AT hondaz ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield AT ikedam ferrimagneticspin12chainofalternatingisingandheisenbergspinsinarbitrarilyorientedmagneticfield AT streckaj ferimagnitniispin12lancûžokzpočergovihgaizenbergovihtaizingovihspinivudovilʹnooriêntovanomumagnitnomupoli AT hagiwaram ferimagnitniispin12lancûžokzpočergovihgaizenbergovihtaizingovihspinivudovilʹnooriêntovanomumagnitnomupoli AT hany ferimagnitniispin12lancûžokzpočergovihgaizenbergovihtaizingovihspinivudovilʹnooriêntovanomumagnitnomupoli AT kidat ferimagnitniispin12lancûžokzpočergovihgaizenbergovihtaizingovihspinivudovilʹnooriêntovanomumagnitnomupoli AT hondaz ferimagnitniispin12lancûžokzpočergovihgaizenbergovihtaizingovihspinivudovilʹnooriêntovanomumagnitnomupoli AT ikedam ferimagnitniispin12lancûžokzpočergovihgaizenbergovihtaizingovihspinivudovilʹnooriêntovanomumagnitnomupoli |
| first_indexed |
2025-12-07T19:53:25Z |
| last_indexed |
2025-12-07T19:53:25Z |
| _version_ |
1850880510553751553 |