Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели
Представлен анализ магнитных свойств монокристалла β-TeVO₄ с зигзагообразным расположением магнитных центров (ионы V⁴⁺ , S = 1/2) в спиновой цепочке в рамках J₁–J₂-модели. Наилучшее согласие с экспериментальными данными получено для J₁–J₂-модели с параметрами J₁//kB = –38,33 К и J₂/kB = = 29,48 К...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика низких температур |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127969 |
| 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: | Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели / Ю.А. Савина, А.Н. Блудов, В.А. Пащенко, С.Л. Гнатченко, Ю.В. Савин, S. Schäfer, P. Lemmens, H. Berger // Физика низких температур. — 2015. — Т. 41, № 8. — С. 848–851. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127969 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Савина, Ю.А. Блудов, А.Н. Пащенко, В.А. Гнатченко, С.Л. Савин, Ю.В. Schäfer, S. Lemmens, P. Berger, H. 2017-12-31T18:36:06Z 2017-12-31T18:36:06Z 2015 Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели / Ю.А. Савина, А.Н. Блудов, В.А. Пащенко, С.Л. Гнатченко, Ю.В. Савин, S. Schäfer, P. Lemmens, H. Berger // Физика низких температур. — 2015. — Т. 41, № 8. — С. 848–851. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 75.10.Pq, 75.30.Et, 75.40.Cx, 75.50.Ее https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127969 Представлен анализ магнитных свойств монокристалла β-TeVO₄ с зигзагообразным расположением магнитных центров (ионы V⁴⁺ , S = 1/2) в спиновой цепочке в рамках J₁–J₂-модели. Наилучшее согласие с экспериментальными данными получено для J₁–J₂-модели с параметрами J₁//kB = –38,33 К и J₂/kB = = 29,48 К (gb = 2,07; ga,c = 1,99). В отличие от ранее использованной модели (однородная антиферромаг- нитная спиновая цепочка с J₁/kB = 21,4 К (gb = 2,28; ga,c = 2,18)) этот улучшенный результат позволяет рассматривать объект исследования как зигзагообразную цепочку с доминирующим ферромагнитным обменом между ближайшими соседями и антиферромагнитным взаимодействием между следующими за ближайшими соседями. Представлено аналіз магнітних властивостей монокристалу β-TeVO₄ із зигзагоподібним розташуванням магнітних центрів (іони V⁴⁺, S = 1/2) в спіновому ланцюжку в рамках J₁–J₂-моделі. Найкращу згоду з експериментальними даними одержано для J₁–J₂-моделі з параметрами J₁/kB = –38,33 К та J₂/kB = 29,48 К (gb = 2,07; ga,c = 1,99). На відміну від раніше використаної моделі (однорідний антиферомагнітний спіновий ланцюжок з J₁/kB = 21,4 К (gb = 2,28; ga,c = 2,18)), цей покращений результат дозволяє розглядати об'єкт дослідження як зигзагоподібний ланцюжок з домінуючим феромагнітним обміном між найближчими сусідами і антиферомагнітною взаємодією між наступними за найближчими сусідами. The magnetic properties of the β-TeVO₄ single crystal with a zigzag chain of magnetic centers (ions V⁴⁺, S = 1/2) are analyzed in the framework of the J₁–J₂ model. The best agreement with the experimental data is obtained for the J₁–J₂ model with parameters J₁/kB = –38.33 K and J₂/kB = 29.48 K (gb = 2.07; ga,c = 1.99). In contrast to the previously used model (the uniform antiferromagnetic spin chain system with J₁/kB = 21.4 K (gb = 2.28; ga,c = 2.18)), this improved result allows one to consider the object under study as a zigzag chain system with a dominant ferromagnetic exchange between the nearest neighbors and an antiferromagnetic interaction between the nextnearest neighbors. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Кpаткие сообщения Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели Magnetic properties study of quasi-one-dimensional magnet β-TeVO₄ in the frame of the J₁–J₂ model Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели |
| spellingShingle |
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели Савина, Ю.А. Блудов, А.Н. Пащенко, В.А. Гнатченко, С.Л. Савин, Ю.В. Schäfer, S. Lemmens, P. Berger, H. Кpаткие сообщения |
| title_short |
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели |
| title_full |
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели |
| title_fullStr |
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели |
| title_full_unstemmed |
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели |
| title_sort |
исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-tevo₄ в рамках j₁–j₂-модели |
| author |
Савина, Ю.А. Блудов, А.Н. Пащенко, В.А. Гнатченко, С.Л. Савин, Ю.В. Schäfer, S. Lemmens, P. Berger, H. |
| author_facet |
Савина, Ю.А. Блудов, А.Н. Пащенко, В.А. Гнатченко, С.Л. Савин, Ю.В. Schäfer, S. Lemmens, P. Berger, H. |
| topic |
Кpаткие сообщения |
| topic_facet |
Кpаткие сообщения |
| publishDate |
2015 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Magnetic properties study of quasi-one-dimensional magnet β-TeVO₄ in the frame of the J₁–J₂ model |
| description |
Представлен анализ магнитных свойств монокристалла β-TeVO₄ с зигзагообразным расположением
магнитных центров (ионы V⁴⁺ , S = 1/2) в спиновой цепочке в рамках J₁–J₂-модели. Наилучшее согласие
с экспериментальными данными получено для J₁–J₂-модели с параметрами J₁//kB = –38,33 К и J₂/kB =
= 29,48 К (gb = 2,07; ga,c = 1,99). В отличие от ранее использованной модели (однородная антиферромаг-
нитная спиновая цепочка с J₁/kB = 21,4 К (gb = 2,28; ga,c = 2,18)) этот улучшенный результат позволяет
рассматривать объект исследования как зигзагообразную цепочку с доминирующим ферромагнитным
обменом между ближайшими соседями и антиферромагнитным взаимодействием между следующими за
ближайшими соседями.
Представлено аналіз магнітних властивостей монокристалу β-TeVO₄ із зигзагоподібним розташуванням магнітних центрів (іони V⁴⁺, S = 1/2) в спіновому ланцюжку в рамках J₁–J₂-моделі. Найкращу згоду з
експериментальними даними одержано для J₁–J₂-моделі з параметрами J₁/kB = –38,33 К та J₂/kB = 29,48 К
(gb = 2,07; ga,c = 1,99). На відміну від раніше використаної моделі (однорідний антиферомагнітний спіновий ланцюжок з J₁/kB = 21,4 К (gb = 2,28; ga,c = 2,18)), цей покращений результат дозволяє розглядати
об'єкт дослідження як зигзагоподібний ланцюжок з домінуючим феромагнітним обміном між найближчими сусідами і антиферомагнітною взаємодією між наступними за найближчими сусідами.
The magnetic properties of the β-TeVO₄ single
crystal with a zigzag chain of magnetic centers (ions
V⁴⁺, S = 1/2) are analyzed in the framework of the
J₁–J₂ model. The best agreement with the experimental
data is obtained for the J₁–J₂ model with parameters J₁/kB = –38.33 K and J₂/kB = 29.48 K
(gb = 2.07; ga,c = 1.99). In contrast to the previously
used model (the uniform antiferromagnetic spin chain
system with J₁/kB = 21.4 K (gb = 2.28; ga,c = 2.18)),
this improved result allows one to consider the object
under study as a zigzag chain system with a dominant
ferromagnetic exchange between the nearest neighbors
and an antiferromagnetic interaction between the nextnearest
neighbors.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127969 |
| citation_txt |
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO₄ в рамках J₁–J₂-модели / Ю.А. Савина, А.Н. Блудов, В.А. Пащенко, С.Л. Гнатченко, Ю.В. Савин, S. Schäfer, P. Lemmens, H. Berger // Физика низких температур. — 2015. — Т. 41, № 8. — С. 848–851. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT savinaûa issledovaniemagnitnyhsvoistvkvaziodnomernogomagnetikaβtevo4vramkahj1j2modeli AT bludovan issledovaniemagnitnyhsvoistvkvaziodnomernogomagnetikaβtevo4vramkahj1j2modeli AT paŝenkova issledovaniemagnitnyhsvoistvkvaziodnomernogomagnetikaβtevo4vramkahj1j2modeli AT gnatčenkosl issledovaniemagnitnyhsvoistvkvaziodnomernogomagnetikaβtevo4vramkahj1j2modeli AT savinûv issledovaniemagnitnyhsvoistvkvaziodnomernogomagnetikaβtevo4vramkahj1j2modeli AT schafers issledovaniemagnitnyhsvoistvkvaziodnomernogomagnetikaβtevo4vramkahj1j2modeli AT lemmensp issledovaniemagnitnyhsvoistvkvaziodnomernogomagnetikaβtevo4vramkahj1j2modeli AT bergerh issledovaniemagnitnyhsvoistvkvaziodnomernogomagnetikaβtevo4vramkahj1j2modeli AT savinaûa magneticpropertiesstudyofquasionedimensionalmagnetβtevo4intheframeofthej1j2model AT bludovan magneticpropertiesstudyofquasionedimensionalmagnetβtevo4intheframeofthej1j2model AT paŝenkova magneticpropertiesstudyofquasionedimensionalmagnetβtevo4intheframeofthej1j2model AT gnatčenkosl magneticpropertiesstudyofquasionedimensionalmagnetβtevo4intheframeofthej1j2model AT savinûv magneticpropertiesstudyofquasionedimensionalmagnetβtevo4intheframeofthej1j2model AT schafers magneticpropertiesstudyofquasionedimensionalmagnetβtevo4intheframeofthej1j2model AT lemmensp magneticpropertiesstudyofquasionedimensionalmagnetβtevo4intheframeofthej1j2model AT bergerh magneticpropertiesstudyofquasionedimensionalmagnetβtevo4intheframeofthej1j2model |
| first_indexed |
2025-11-27T05:46:22Z |
| last_indexed |
2025-11-27T05:46:22Z |
| _version_ |
1850803085865123840 |
| fulltext |
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 8, c. 848–851
Краткие сообщения
Исследование магнитных свойств квазиодномерного
магнетика β-TeVO4 в рамках J1–J2-модели
Ю.А. Савина, А.Н. Блудов, В.А. Пащенко, С.Л. Гнатченко, Ю.В. Савин
Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины
пр. Ленина, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: vpashchenko@ilt.kharkov.ua
S. Schäfer
Faculté des Sciences et Techniques, Université d'Aix-Marseille, France
P. Lemmens
Institute for Condensed Matter Physics, TU Braunschweig, D–38106 Braunschweig, Germany
H. Berger
Institute for Condensed Matter and Complex Systems , EPFL, CH–1015 Lausanne, Switzerland
Статья поступила в редакцию 26 мая 2015 г., опубликована онлайн 23 июня 2015 г.
Представлен анализ магнитных свойств монокристалла β-TeVO4 с зигзагообразным расположением
магнитных центров (ионы V4+ , S = 1/2) в спиновой цепочке в рамках J1–J2-модели. Наилучшее согласие
с экспериментальными данными получено для J1–J2-модели с параметрами J1/kB = –38,33 К и J2/kB =
= 29,48 К (gb = 2,07; ga,c = 1,99). В отличие от ранее использованной модели (однородная антиферромаг-
нитная спиновая цепочка с J1/kB = 21,4 К (gb = 2,28; ga,c = 2,18)) этот улучшенный результат позволяет
рассматривать объект исследования как зигзагообразную цепочку с доминирующим ферромагнитным
обменом между ближайшими соседями и антиферромагнитным взаимодействием между следующими за
ближайшими соседями.
Представлено аналіз магнітних властивостей монокристалу β-TeVO4 із зигзагоподібним розташуван-
ням магнітних центрів (іони V4+, S = 1/2) в спіновому ланцюжку в рамках J1–J2-моделі. Найкращу згоду з
експериментальними даними одержано для J1–J2-моделі з параметрами J1/kB = –38,33 К та J2/kB = 29,48 К
(gb = 2,07; ga,c = 1,99). На відміну від раніше використаної моделі (однорідний антиферомагнітний спіно-
вий ланцюжок з J1/kB = 21,4 К (gb = 2,28; ga,c = 2,18)), цей покращений результат дозволяє розглядати
об'єкт дослідження як зигзагоподібний ланцюжок з домінуючим феромагнітним обміном між найближ-
чими сусідами і антиферомагнітною взаємодією між наступними за найближчими сусідами.
PACS: 75.10.Pq Модели cпиновых цепочек;
75.30.Et Обменное и суперобменное взаимодействия;
75.40.Cx Статические свойства (параметр порядка, статическая восприимчивость, теплоемко-
сти, критические индексы и т.д.);
75.50.Ее Антиферромагнетики.
Ключевые слова: антиферромагнетики, магнитная восприимчивость, обменное и суперобменное взаимо-
действия, модели для cпиновых цепочек, J1–J2-модели.
В течение последних четырех десятилетий совре-
менное исследование магнитных материалов сфокуси-
ровано на изучении поведения низкоразмерных (кван-
товых) спиновых систем [1].
В настоящей работе представлены результаты ана-
лиза магнитных свойств квазиодномерной спиновой
системы β-TeVO4 с привлечением модельных расчетов
в рамках J1–J2-модели. Экспериментальные данные
© Ю.А. Савина, А.Н. Блудов, В.А. Пащенко, С.Л. Гнатченко, Ю.В. Савин, S. Schäfer, P. Lemmens, H. Berger, 2015
mailto:vpashchenko@ilt.kharkov.ua
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO4
для трех кристаллографических направлений взяты
из нашей предыдущей работы [2]. Усложнение магнит-
ной модели по сравнению с [2] прежде всего обуслов-
лено структурными предпосылками анализа топологии
обменных связей и желанием более точно воспроизве-
сти все особенности магнитного поведения кристалла
β-TeVO4 в высокотемпературной области.
Для реализации поставленных целей сначала потре-
бовалось изучить закономерности трансформации ха-
рактерных свойств (амплитуды и температурного по-
ложения максимума магнитной восприимчивости χ(T))
для низкоразмерной изотропной J1–J2-модели в зави-
симости от знака и величины отношения амплитуд
двух обменов J1 и J2. Гамильтониан для зигзагообраз-
ной спиновой системы может быть представлен в виде
= [ ]1 1 2 2
z
i i i i B i
i i
J J g H S+ +⋅ + ⋅ − µ∑ ∑S S S S ,
где iS — оператор спина S = 1/2, g — фактор Ланде,
µB — магнетон Бора, J1 и J2 — константы обменной
связи между ближайшими и следующими за ближай-
шими соседями. Интенсивное теоретическое изучение
такого гамильтониана показало, что зигзагообразная
цепочка может иметь большое многообразие фаз в ну-
левом магнитном поле. Так, например, при J2 = 0 сис-
тема эквивалентна однородной (AFM J1 > 0 или FM
J1 < 0) гейзенберговской цепочке с бесщелевым спек-
тром возбуждений [3]; в случае двух антиферромаг-
нитных обменов J1 и J2 (J1, J2 > 0) основным состояни-
ем системы является спиновая жидкость; при дальней-
шем увеличении J2 при значении α = J2/J1 ≈ 0,24 про-
изойдет переход в димерную фазу с открытием щели в
спектре возбуждений [4]. В пределе J2/J1→∞ система
превращается в пару несвязанных друг с другом гей-
зенберговских цепочек [5]. В случае обменов разного
знака — ферромагнитного J1 (J1 < 0) и антиферромаг-
нитного J2 (J2 > 0) — основное состояние будет фер-
ромагнитным для –0,25 < α < 0 и иметь несоразмерную
фазу c tot tot 0zS S= = при α < –0,25 [6,7]. Принимая во
внимание тот факт, что в высокотемпературной области
магнитная восприимчивость β-TeVO4 демонстрирует
наличие слабых ферромагнитных спин-спиновых кор-
реляций, в рамках изотропной J1–J2-модели это воз-
можно только в двух случаях обменов разного знака:
1) J1 < 0, J2 > 0 и │J1│> J2 и 2) J1 > 0, J2 < 0 и
│J2│ > J1. На этих двух случаях мы и сконцентрирова-
ли внимание при анализе кривых χ(T) для различных
соотношений между J1 и J2.
Для расчета магнитных характеристик нами исполь-
зована специализированная программа разработки
S. Schäfer (Université d'Aix-Marseille, France), которая
позволяла для относительно небольшого числа маг-
нитных узлов (n = 12, 14, 16) путем полной диагона-
лизации получить точное решение задачи для опреде-
ленного соотношения между J1 и J2. Восстановлена
эволюция кривых χ(T) для –2,0 ≤ J1/J2 ≤ 1,5 с дискрет-
ным шагом изменения Δ│J1/J2│ = 0,1 и построены
зависимости χmax и Tmax от J1/J2. Кроме того, была
возможность усложнить задачу расчета и учесть все
возможные обменные пути, существующие в кристалле
β-TeVO4 и имеющие ненулевую амплитуду (см. обо-
значения в работе [8]). Хорошо известно, что этот ме-
тод расчета имеет ограниченную точность при низких
температурах по сравнению с результатом для беско-
нечной цепочки, что обусловлено возможностью ком-
пьютера оперировать только с небольшим числом уз-
лов, но это никак не сказалось на интересующей нас
температурной области — район максимума χ(T) и
выше. Сравнение расчетных кривых для n = 12, 14, 16
показало, что амплитуда и температурное положение
максимума χ(T) хорошо совпадают независимо от чис-
ла узлов.
Используя зависимость Tmax(J1/J2), можно всегда
подобрать пару амплитуд J1 и J2 так, чтобы максимум
χ(T) совпадал с экспериментальным значением 14 К.
Дополнительным критерием выбора определенной па-
ры амплитуд J1 и J2 было воспроизведение всех осо-
бенностей температурной зависимости произведения
χ(Т)Т при Т ≥ 50 К, таких как амплитуда и температур-
ное положение максимума χ(Т)Т и его характерное убы-
вание в области высоких температур (см. рис. 1(б)). Ис-
пользуя эти два критерия, можно легко найти, что
набор параметров для J1–J2-модели J1/kB = 14,57 К и
J2/kB = –18,95 К (gb = 2,19; ga,c = 2,10) может достаточно
хорошо воспроизвести поведение χ(Т)T при Т ≥ 50 К и
дать близкое значение ферромагнитной температуры
Кюри ΘFM = ½│J1+J2│ = 2,2 К, но при этом амплитуда
максимума χmax, расположенного при Tmax = 14 К, бу-
дет сильно отличаться от экспериментально наблю-
даемого. Таким образом, случай антиферромагнитного
обмена J1 как взаимодействия между ближайшими
соседями в зигзагообразной спиновой цепочке, по-
видимому, не реализуется в β-TeVO4.
Превосходное совпадение модельных расчетов для
J1–J2-модели с экспериментальными данными во всем
диапазоне температур получено для следующих пара-
метров: J1/kB = –38,33 К и J2/kB = 29,48 К (gb = 2,07;
ga,c = 1,99) (сплошные линии на рис. 1). При этом в вы-
сокотемпературной области ΘFM = 4,42; 1,65 К, что
близко к экспериментальному значению. Таким образом,
отношение │J1│/J2 = 1,3 может воспроизвести не толь-
ко магнитное поведение системы в области максимума
χ(T), но и довольно точно ее высокотемпературный
участок. Видимое различие в точности описания по
сравнению с предыдущей моделью [2] может быть за-
мечено только на температурной зависимости произве-
дения χ(Т)T при сравнении сплошной и пунктирной ли-
ний (Bonner–Fisher fit) для Н║b (см. рис. 1(б)).
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 8 849
Ю.А. Савина, А.Н. Блудов, В.А. Пащенко, С.Л. Гнатченко, Ю.В. Савин, S. Schäfer, P. Lemmens, H. Berger
В работе представлены результаты всестороннего
анализа магнитных свойств монокристалла β-TeVO4 в
рамках J1–J2-модели. Показано, что наилучшее согласие
с экспериментальными данными может быть достиг-
нуто для J1–J2-модели с параметрами J1/kB = –38,33 К
и J2/kB = 29,48 К (gb = 2,07; ga,c = 1,99). В отличие
от описания в рамках однородной антиферромагнит-
ной спиновой цепочки [2], использование J1–J2-модели
позволило не только с высокой точностью воспроизве-
сти положение и амплитуду максимума магнитной вос-
приимчивости χ(T) при Тmax = 14 К, но и гораздо луч-
ше воссоздать все особенности магнитного поведения
монокристалла β-TeVO4 в высокотемпературной области.
Кроме того, полученные оценки компонент g-фактора
для иона V4+ (gb = 2,07; ga,c = 1,99) в рамках J1–J2-мо-
дели прекрасно согласуются с данными спектральных
исследований (1,99; 1,94). Таким образом, полученный
результат дает новый аспект рассмотрения исследуе-
мого кристалла как спиновую систему зигзагообразных
цепочек с доминирующим ферромагнитным обменом
между ближайшими соседями и антиферромагнитным
взаимодействием между следующими за ближайшими
соседями. Несмотря на схожесть магнитных свойств
J1–J2-модели в низкотемпературной области (особенно
в районе максимума χ(T)) с поведением однородной
антиферромагнитной спиновой цепочки, конкуренция
двух обменов J1 и J2 разного знака почти одинаковой
амплитуды проявляется в виде слабых суммарных
ферромагнитных спин-спиновых корреляций при вы-
соких температурах, что согласуется с эксперимен-
тальной величиной ΘFM = 4,4; 1,6 К.
1. S. Sebastian, N. Harrison, C. Batista, L. Balicas, M. Jaime,
P. Sharma, N. Kawashima, and I.R. Fisher, Nature (London)
441, 617 (2006).
2. Yu. Savina, O. Bludov, V. Pashchenko, S. Gnatchenko,
P. Lemmens, and H. Berger, Phys. Rev. B 84, 104447
(2011).
3. J. Cloizeaux and J.J. Pearson, Phys. Rev. 128, 2131 (1962).
4. F.D.M. Haldane, Phys. Rev. B 25, 4925 (1982); I. Affleck,
D. Gepner, H.J. Schultz, and T. Ziman, J. Phys. A 22, 511
(1989).
5. S.R. White and I. Affleck, Phys. Rev. B 54, 9862 (1996).
6. T. Tonegawa and I. Harada, J. Phys. Soc. J. 58, 2902 (1989).
7. S.-L. Drechsler, O. Volkova, A.N. Vasiliev, N. Tristan,
J. Richter, M. Schmitt, H. Rosner, J. Málek, R. Klingeler,
A.A. Zvyagin, and B. Büchner, Phys. Rev. Lett. 98, 077202
(2007).
8. A. Saul and G. Radtke, Phys. Rev. B 89, 104414 (2014).
Magnetic properties study
of quasi-one-dimensional magnet β-TeVO4
in the frame of the J1–J2 model
Yu.O. Savina, A.N. Bludov, V.A. Pashchenko,
S.L. Gnatchenko, Yu.V. Savin, S. Schäfer,
P. Lemmens, and H. Berger
The magnetic properties of the β-TeVO4 single
crystal with a zigzag chain of magnetic centers (ions
V4+, S = 1/2) are analyzed in the framework of the
J1–J2 model. The best agreement with the experi-
mental data is obtained for the J1–J2 model with pa-
Рис. 1. (Онлайн в цвете) Температурная зависимость магнитной восприимчивости χ(Т) (а) и произведения χ(T)Т (б) монокри-
сталла β-TeVO4 в температурном интервале 2–400 К. Символами обозначены экспериментальные данные для направления
магнитного поля вдоль трех кристаллографических осей. Пунктирной линией показан наилучший результат описания для
Н║b, согласно модели однородной антиферромагнитной гейзенберговской спиновой цепочки (см. [2]). Сплошными линиями
представлены расчеты J1–J2-модели с параметрами J1/kB = –38,33 К и J2/kB = 29,48 К (gb = 2,07; ga,c = 1,99).
850 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 8
Исследование магнитных свойств квазиодномерного магнетика β-TeVO4
rameters J1/kB = –38.33 K and J2/kB = 29.48 K
(gb = 2.07; ga,c = 1.99). In contrast to the previously
used model (the uniform antiferromagnetic spin chain
system with J1/kB = 21.4 K (gb = 2.28; ga,c = 2.18)),
this improved result allows one to consider the object
under study as a zigzag chain system with a dominant
ferromagnetic exchange between the nearest neighbors
and an antiferromagnetic interaction between the next-
nearest neighbors.
PACS: 75.10.Pq Spin chain models;
75.30.Et Exchange and superexchange in-
teractions;
75.40.Cx Static properties (order parameter,
static susceptibility, heat capacities, critical
exponents, etc.);
75.50.Ee Antiferromagnetics.
Keywords: antiferromagnetics, exchange and super-
exchange interactions, magnetic susceptibility, models
for spin chains, J1–J2 model.
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 8 851
|