Влияние диполь-дипольного взаимодействия на низкотемпературный магнетизм линейных спиновых цепочек

Abstract

Магнитное диполь-дипольное взаимодействие в линейной цепочке спинов S=1/2 с одноосной обменной анизотропией вызывает эволюцию системы энергетических уровней. С ростом магнитодипольного взаимодействия самое быстрое уменьшение энергии наблюдается для уровня с максимальным модулем спина системы. При достаточно большом отношении диполь-дипольного вклада к обменному происходит переход между спинщелевыми состояниями — антиферромагнитным и ферромагнитным. Для узкой окрестности точки изменения типа основного состояния характерно чрезвычайно резкое изменение среднеквадратичного спина системы в области низких температур (T<10⁻³ J/k) с последующим «плато» на температурной зависимости.

Магнітна диполь-дипольна взаємодія у лінійному ланцюжку спінів S=1/2 з одноосьовою обмінною анізотропією викликає еволюцію системи енергетичних рівнів. З ростом магнітодипольної взаємодії найбільш швидке зменшення енергії спостерігається для рівня з максимальним модулем спіна системи. При досить великому відношенні диполь-дипольного внеску до обмінного відбувається перехід між спінщілинними станами — антиферомагнітним і феромагнітним. Поблизу точки зміни типу основного стану характерна надзвичайно різка зміна середньоквадратичного спіна системи в області низьких температур (T<10⁻³ J/k) з наступним «плато» на температурній залежності.

The magnetic dipole–dipole interaction in a S=1/2 linear spin chain with uniaxial exchange anisotropy causes an evolution of the energy level system. As the magnetodipole interaction increases, the maximum spin level displays the fastest decrease in energy. For a rather high dipole-exchange ratio the spin system undergoes an antiferromagnetic–ferromagnetic spingap type state transition. In the close vicinity of critical dipolar strength the behavior of the average chain spin exhibits rapid changes at low temperatures (T<10⁻³ J/k) followed by a plateau.