Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy

Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy

Anisotropic antiferromagnets in an external magnetic field show a rich variety of different ground states meeting in transition lines and multicritical points. We study the dependence of the ground states of these systems in the three dimensional space on physical parameters such as exchange, sing...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Condensed Matter Physics
Date:2009
Main Authors: Dinh, T.-C., Folk, R.
Format: Article
Language:English
Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2009
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120549
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy / T.-C. Dinh, R. Folk // Condensed Matter Physics. — 2009. — Т. 12, № 4. — С. 689-696. — Бібліогр.: 15 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-120549
record_format dspace
spelling Dinh, T.-C.
Folk, R.
2017-06-12T10:49:39Z
2017-06-12T10:49:39Z
2009
Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy / T.-C. Dinh, R. Folk // Condensed Matter Physics. — 2009. — Т. 12, № 4. — С. 689-696. — Бібліогр.: 15 назв. — англ.
1607-324X
PACS: 75.10.Hk, 75.30.Kz, 67.80.bd
DOI:10.5488/CMP.12.4.689
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120549
Anisotropic antiferromagnets in an external magnetic field show a rich variety of different ground states meeting in transition lines and multicritical points. We study the dependence of the ground states of these systems in the three dimensional space on physical parameters such as exchange, single ion and cubic anisotropy. One identi es four different ground states: the paramagnetic (PM), the antiferromagnetic (AF), the spin flop (SF) and the biconical (BC) ground state. In the case of absence of a cubic anisotropy, the transition lines separating different ground states can be calculated analytically, otherwise they have to be calculated numerically. We also considered the behavior of the staggered magnetization which characterizes the different ground states. From its behavior the order of the transition from one state to the other is determined. But also the order of the transition changes along the transition lines when including the cubic anisotropy, especially at the reeentrant region where a transition from SF to BC and back to SF by increasing the external field H occurs. Multicritical points are found which are assumed to be tricritical or critical endpoints. The results obtained may be relevant for other systems since the antiferromagnetic model can be mapped to a lattice gas model where the biconical ground state is interpreted as supersolid phase. Recent renormalization group calculations show that such a phase would indicate the existence of a tetracritical point.
Анiзотропнi антиферомегнетики у зовнiшнiх магнiтних полях проявляють велике рiзноманiття основних станiв, що межують на лiнiях фазових переходiв i в мультикритичних точках. Тут дослiджується залежнiсть основних станiв у таких тривимiрних системах вiд параметрiв обмiнної взаємодiї, одноiонної та кубiчної анiзотропiй. Iндентифiковано чотири рiзнi основнi стани: парамагнiтний (ПМ), антиферомагнiтний (АФ), з нахиленими спiнами (НС) та двоконусний (ДК). У випадку вiдсутностi кубiчної анiзотропiї лiнiї фазових переходiв, що роздiляють рiзнi основнi стани, можуть бути розрахованi аналiтично; в iншому випадку їх можна розрахувати лише чисельно. Розглянуто також поведiнку ступiнчастої намагнiченостi, типову для рiзних основних станiв. Аналiзуючи її, визначено рiд фазового переходу з одного стану до iншого. Проте рiд фазового переходу змiнюється також вздовж лiнiї переходу при включеннi кубiчної анiзотропiї, особливо в подвiйнiй областi , де при збiльшеннi зовнiшнього поля H вiдбувається спершу перехiд вiд НС до ДК, а далi - знову до НС. Знайденомультикритичнi точки, якi слiд думати будуть трикритичними або ж критичними кiнцевими точками. Отриманi результати можуть бути важливими i для iнших систем, оскiльки антиферомагнiтну модель можна вiдобразити у модель граткового газу, де двоконусний основний стан iнтерпретується як надплинний твердотiльний. Нещодавнi ренормгруповi розрахунки вказують, що така фаза мала б сигналiзувати про iснування чотирикритичної точки.
We thank W. Selke for valuable discussions. This work was supported by the Fonds zur F orderung der wissenschaftlichen Forschung under Project No. P19583-N20.
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy
Основнi стани анiзотропних антиферомагнетикiв з одно-iонною та кубiчною анiзотропiєю
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy
spellingShingle Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy
Dinh, T.-C.
Folk, R.
title_short Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy
title_full Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy
title_fullStr Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy
title_full_unstemmed Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy
title_sort ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy
author Dinh, T.-C.
Folk, R.
author_facet Dinh, T.-C.
Folk, R.
publishDate 2009
language English
container_title Condensed Matter Physics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
format Article
title_alt Основнi стани анiзотропних антиферомагнетикiв з одно-iонною та кубiчною анiзотропiєю
description Anisotropic antiferromagnets in an external magnetic field show a rich variety of different ground states meeting in transition lines and multicritical points. We study the dependence of the ground states of these systems in the three dimensional space on physical parameters such as exchange, single ion and cubic anisotropy. One identi es four different ground states: the paramagnetic (PM), the antiferromagnetic (AF), the spin flop (SF) and the biconical (BC) ground state. In the case of absence of a cubic anisotropy, the transition lines separating different ground states can be calculated analytically, otherwise they have to be calculated numerically. We also considered the behavior of the staggered magnetization which characterizes the different ground states. From its behavior the order of the transition from one state to the other is determined. But also the order of the transition changes along the transition lines when including the cubic anisotropy, especially at the reeentrant region where a transition from SF to BC and back to SF by increasing the external field H occurs. Multicritical points are found which are assumed to be tricritical or critical endpoints. The results obtained may be relevant for other systems since the antiferromagnetic model can be mapped to a lattice gas model where the biconical ground state is interpreted as supersolid phase. Recent renormalization group calculations show that such a phase would indicate the existence of a tetracritical point. Анiзотропнi антиферомегнетики у зовнiшнiх магнiтних полях проявляють велике рiзноманiття основних станiв, що межують на лiнiях фазових переходiв i в мультикритичних точках. Тут дослiджується залежнiсть основних станiв у таких тривимiрних системах вiд параметрiв обмiнної взаємодiї, одноiонної та кубiчної анiзотропiй. Iндентифiковано чотири рiзнi основнi стани: парамагнiтний (ПМ), антиферомагнiтний (АФ), з нахиленими спiнами (НС) та двоконусний (ДК). У випадку вiдсутностi кубiчної анiзотропiї лiнiї фазових переходiв, що роздiляють рiзнi основнi стани, можуть бути розрахованi аналiтично; в iншому випадку їх можна розрахувати лише чисельно. Розглянуто також поведiнку ступiнчастої намагнiченостi, типову для рiзних основних станiв. Аналiзуючи її, визначено рiд фазового переходу з одного стану до iншого. Проте рiд фазового переходу змiнюється також вздовж лiнiї переходу при включеннi кубiчної анiзотропiї, особливо в подвiйнiй областi , де при збiльшеннi зовнiшнього поля H вiдбувається спершу перехiд вiд НС до ДК, а далi - знову до НС. Знайденомультикритичнi точки, якi слiд думати будуть трикритичними або ж критичними кiнцевими точками. Отриманi результати можуть бути важливими i для iнших систем, оскiльки антиферомагнiтну модель можна вiдобразити у модель граткового газу, де двоконусний основний стан iнтерпретується як надплинний твердотiльний. Нещодавнi ренормгруповi розрахунки вказують, що така фаза мала б сигналiзувати про iснування чотирикритичної точки.
issn 1607-324X
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120549
citation_txt Ground states of anisotropic antiferromagnets with single ion and cubic anisotropy / T.-C. Dinh, R. Folk // Condensed Matter Physics. — 2009. — Т. 12, № 4. — С. 689-696. — Бібліогр.: 15 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT dinhtc groundstatesofanisotropicantiferromagnetswithsingleionandcubicanisotropy
AT folkr groundstatesofanisotropicantiferromagnetswithsingleionandcubicanisotropy
AT dinhtc osnovnistanianizotropnihantiferomagnetikivzodnoionnoûtakubičnoûanizotropiêû
AT folkr osnovnistanianizotropnihantiferomagnetikivzodnoionnoûtakubičnoûanizotropiêû
first_indexed 2025-12-07T15:47:10Z
last_indexed 2025-12-07T15:47:10Z
_version_ 1850865017434406912

Similar Items