Energy spectrum and thermodynamics of quasi-one-dimensional ferrimagnets on the basis of transition metal compounds

Abstract

The study of energy spectrum of necklace spin ladder modelling magnetic properties of a number of quasi-one-dimensional ferrimagnetics containing ions of transition metals, was carried out. It was shown that the excitations without decrease of total spin are separated from ground state by finite energy gap, and the excitations with decrease of total spin are gapless. Temperature dependence of magnetic susceptibility, agreed with known experimental data for quasi-one-dimensional Cu-Ni bimetallic ferrimagnets and analytical formula for Ising model of NL, was built on the base of exact energy spectra of small ladder clusters.

Проведено вивчення енергетичного спектру діагональної спінової драбини типу "намисто", що моделює магнітні властивості деяких квазіодновимірних феромагнетиків на основі сполуки перехідних металів. Показано, що збудження без зменшення повного спіну відокремлені від основного стану скінченою енергетичною щілиною, а збудження із зменшенням повного спіну не мають такої щілини. На основі точного енергетичного спектру малих драбинних кластерів побудована температурна залежність магнітної сприятливості що погодиться з відомими експериментальними даними для квазіодновимірних Cu-Ni біметалевих ферімагнетиків та аналітичною формулою, що отримана в рамках відповідної моделі Ізінга.

Проведено изучение энергетического спектра диагональной спиновой лестницы типа "ожерелье", моделирующей магнитные свойства ряда квазиодномерных ферримагнетиков, содержащих ионы переходных металлов. Показано, что возбуждения без уменьшения полного спина отделены от основного состояния конечной энергетической щелью, а возбуждения с уменьшением полного спина - безщелевые. На основе точного энергетического спектра малых лестничных кластеров построена температурная зависимость магнитной восприимчивости, согласующаяся с известными экспериментальными данными для квазиодномерных Cu-Ni биметаллических ферримагнетиков и аналитической формулой, полученной в рамках соответствующей модели Изинга.