Теоретический семинар по ФКС
Электронная структура и фазовые переходы в геликоидальных ферромагнетиках MnSi и Fe1-xCoxSi с нецентросимметричной кристаллической решеткой
Докладчик Ноговицына Т.А. (Уральский Федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина) ПодробнееАннотация
В докладе приводятся результаты развитой спин-флуктуационной теории фазовых переходов в геликоидальных ферромагнетиках с взаимодействием Дзялошинского-Мории. На примере MnSi и Fe1-xCoxSi рассматривается роль электронной структуры в формировании мод спиновых флуктуаций. Подчеркивается, что основная особенность электронных состояний связана с расположением уровня Ферми вблизи локального минимума и острых пиков плотности d-состояний. В этих условиях возникает смена знака параметра взаимодействия спиновых флуктуаций, что приводит к термодинамической неустойчивости ферромагнетизма и к формированию геликоидального ближнего порядка с флуктуациями спиновой спирали.
В MnSi уровень Ферми лежит в сильно вырожденной энергетической зоне t2g, eg–состояний, с сильным хаббардовским и хундовским взаимодействиями. В основном состоянии возникают значительные нулевые спиновые флуктуации, амплитуда которых скачкообразно исчезает вблизи температуры Тс. При этом возникают аномальные максимумы магнитной восприимчивости (c) и теплоемкости (С), а в области ближнего порядка на зависимости C(T) возникает «плечо».
Уровень Ферми Fe1-xCoxSi расположен в невырожденной энергетической t0-зоне с сильным хаббардовским взаимодействием. Нулевыми спиновыми флуктуациями на фоне флуктуаций кулоновских потенциалов на узле занятом железом или кобальтом, можно пренебречь. Вблизи Тс возникает максимум c(T), а аномалии на C(T) отсутствуют.
Показано наличие значительного магнитного вклада в тепловое расширение, который воспроизводит экспериментально наблюдаемые особенности как для MnSi, так и Fe1-xCoxSi. Вычисленные в рамках термодинамической модели Дебая-Эйнштейна решеточные вклады в теплоемкость и коэффициент теплового расширения указывают на значительный решеточный ангармонизм, учет которого важен для количественного согласия с экспериментом. Однако природа возникновения решеточного ангармонизма требует отдельного изучения.
