1 / 23

Enodimenzionalni magnetni sistemi

Enodimenzionalni magnetni sistemi. Anton Potočnik Mentor: izred . prof. dr. Denis Arčon. N. N. N. N. N. N. N. N. N. N. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. Pregled. Uvod Magnetizem v snoveh 1D spinski sistemi Spinske verige (S = ½) Haldaneove verige (S = 1) Spinske lestve

chuck
Download Presentation

Enodimenzionalni magnetni sistemi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Enodimenzionalni magnetni sistemi Anton Potočnik Mentor: izred. prof. dr. Denis Arčon N N N N N N N N N N S S S S S S S S S S

  2. Pregled • Uvod • Magnetizem v snoveh • 1D spinski sistemi • Spinske verige (S = ½) • Haldaneove verige (S = 1) • Spinske lestve • Primeri • VanadiumOxobenzoate • PbNi2V2O8 • BPCB • Zaključek

  3. Uvod • Začetki že leta 1931 (Bethe) • Preprost teoretični opis • HTSC (YBa2Cu3O7), 2D magnetni sistem • Spintronika, visoko-gostotni magnetni zapisi • 1D: mnogo magnetnih faz

  4. Magnetizem v snovehMagnetni momenti • Magnetni materiali • Prehodni elementi (3d-oribtale): Fe, V, Ni, … • Redke zemlje (4f-orbitale): La, Pr, Nd, … • Hundova pravila: • makismiziranje S • maksimiziranje L • J=|L+S| oz. J=|L-S| • Magnetni moment:

  5. Magnetizem v snovehKristalno polje

  6. Magnetizem v snovehKristalno polje 2+ • Visoka in nizka spinska stanja Fe • Orbital quenching • Kristalno polje realna funkcija kraja • Operator vrtilne količine imaginaren in Hermitski

  7. Magnetizem v snovehInterakcije med momenti • Dipolna interakcija • Izmenjalna interakcija (FM) • Superizmenjalna interakcija (AFM)

  8. Magnetizem v snoveh • Magnetni moment: • Hundova Pravila – Kristalno polje • Orbital quenching • Dipolarna interakcija • Izmenjalna interakcija (FM) • Superizmenjalna interakcija (AFM)

  9. 1D spinski sistemispinske verige • Isingove verige • Heisenbergove verige • Feromagnetne • Magnoni (S = 1) • Antiferomagnetne • Spinoni (S = 1/2) Mermin-Wagner-Berezinski teorem Ni spontane ureditve!

  10. 1D spinski sistemispinske verige • Spinoni v AFM verigah S = 1/2

  11. 1D spinski sistemispinske verige • Magnonska disperzijska relacija (FM) Ni energijske reže!

  12. 1D spinski sistemispinske verige • Spinonska disperzijska relacija (AFM) Ni energijske reže!

  13. 1D spinski sistemispinske verige • Spin-Peierls prehod • Sklopitev magnetnih momentov s fononi • Dimerizacija (J1, J2) • Lokalizirani singleti … energijska reža • Magnetna susceptibilnost: SP J1 J2 J1 J2 J1 J2 J1 J J J J J J J

  14. 1D spinski sistemiHaldaneove verige • S = 1, 2, 3, … 1D Heisenbergove verige imajo en. režo! • Model valenčnih vezi Haldaneova reža

  15. 1D spinski sistemiSpinske lestve • Med 1D in 2D magnetnim sistemom • Imajo lahko 2, 3 ali več nog • Sodo št. nog nemagnetno osnovno stanje • Liho št. nog magnetno osnovno stanje • Energijska reža: • superprevoden pri Jp Jv ∆ ≈ Jp/2 p = 5GPa in Tc= 14K

  16. 1D spinski sistemi • Spinske verige (S=1/2) • Haldaneove verige (S=1) • Spinske lestve Isingove Heisenbergove Feromagnetno urejeno stanje Antiferomagnetno urejeno stanje

  17. Primeri 1D sistemovVanadiumOxobenzoate VO(C6H5COO)2 - struktura • S=1/2 antiferomagnetna Heisenbergova veriga • V4+ (S=1/2)

  18. Primeri 1D sistemovVanadiumOxobenzoate Magnetna susceptibilnost • Antiferomagnetna sklopitevena konstanta J ≈ -200K • Potenčno razpadanje spinskih korelacij • Curiejevo obnašanja okoli T = 0K • Verige dolge le ≈ 200 členov • Liho št. Vanadiovih ionov • Šibka sklopitev med verigami

  19. Primeri 1D sistemovPbNi2O2V8 PbNi2O2V8 - Haldaneova veriga • S=1 AFM Heisenbergova vijačna veriga • Superizmenjalna interakcija preko kisikov • J = 96K J’ = 1K

  20. Primeri 1D sistemovPbNi2O2V8 PbNi2O2V8 - Magnetna susceptibilnost • Nedopiran vzorec: nemagnetno osnovno stanje • Dopiran vzorec: paramagnetno osnovno stanje Nedopiran vzorec Dopiran vzorec z Mg2+ ioni

  21. Primeri 1D sistemovBPCB CuBr4(C5H12N)2 – Spinska lestev • S=1/2 AFM Heisenbergova spinska lestev • Cu2+ (S = 1/2) • Superizmenjalna interakcija preko Br-N-Br,Jp = 12.9K, Jv = 3.6K, J’ = 20mK

  22. Primeri 1D sistemovBPCB CuBr4(C5H12N)2 – Spinska lestev • Susceptibilnost tipična za sisteme z energijsko režo • Z mag. poljem vplivamo na energijsko režo • Kadar ∆=0, LittungerLiquidfaza • Popravek modela Fermijeve tekočine • Separacija spina / naboja • Potenčni razpad spinskih korelacij

  23. Zaključek • Na magnetizem vpliva: • Interakcije med momenti • Dimenzionalnost sistema • 1D magnetni sistemi imajo pestra vzbujena stana (magnoni, spinoni) • Mnogo različnih magnetnih faz: • AFM Heisenbergove spinske verige • Spin-Peierls • AFM Haldaneove verige • LuttingerLiquid pri spinskih lestvah • 1D sistemi zanimivi zaradi možne analitične obravnave

More Related