спиновые флуктуации

СПИНОВЫЕ ФЛУКТУАЦИИ - отклонения локального значения спиновой плотности от её ср. значения. В случае некоррелированных С. ф. их вклад в термодинамич. свойства пропорц. N¹/₂ (где N - число частиц в системе) и исчезает в термодинамическом пределе. Возбуждения спиновой подсистемы можно рассматривать как коррелированные С. ф. К С. ф. такого рода относятся магноны, более сложные спиновые возбуждения, существующие в магнитоупорядоченных фазах при темп-pax, близких к критич., а также спиновые возбуждения в парамагн. фазе. Состояния спинового стекла или состояние со спиновой плотности, волной можно интерпретировать как ансамбль замороженных или статич. С. ф.

Наиболее полное описание свойств С. ф. в магнетиках дал Т. Мория (Т. Moriya). В рамках предложенной им теории С. ф. удалось развить единый подход к описанию свойств магнетиков с локализованными и делокализованными (коллективизированными) носителями магн. моментов. Теория С. ф. основана на использовании преобразования Стратоновича - Хаббарда для Хаббарда модели, к-рое позволяет заменить систему взаимодействующих спинов на систему невзаимодействующих спинов, находящихся в фиктивных флуктуирующих магн. полях. С помощью такого подхода удаётся построить классификацию магн. веществ по характеру С. ф, в них. В веществах с локализованными магн. моментами С. ф. являются преимущественно поперечными (т. е. локальный магн. момент может изменяться по направлению при постоянной амплитуде). В слабых зонных магнетиках (см. Зонный магнетизм, Стонера модель), напротив, преобладают продольные С. ф. (т. е. изменяется амплитуда локального момента).

В теории С. ф. получено общее выражение для темп-ры Кюри (для ферромагнетиков)и Нееля (для антиферромагнетиков ),а также рассчитана магн. восприимчивость веществ с произвольным характером С. ф. При этом существуют два механизма возникновения температурной зависимости типа Кюри - Вейса закона для магн. восприимчивости. Для веществ с локализованными магн. моментами возникновение такой температурной зависимости магн. восприимчивости обусловлено постоянством амплитуды локальных магн. моментов и описывается в рамках Гейзенберга модели. Для зонных магнетиков среднеквадратичная амплитуда С. ф. вблизи критич. темп-ры линейно зависит от темп-ры. Это приводит к тому, что зависимость магн. восприимчивости от темп-ры также приобретает вид закона Кюри - Вейса, но константа Кюри в этом случае обратно пропорц. параметру продольной жёсткости С. ф., характеризующему степень изменения амплитуды локального момента во флуктуирующем магн. поле.

Важным достижением теории С. ф. является введение представления о температурно-индуцированных локальных магн. моментах в зонных магнетиках. Благодаря тому, что амплитуда С. ф. возрастает с ростом темп-ры и при нек-рой темп-ре Т* достигает макс. значения, С. ф. в зонных магнетиках при темп-pax выше Т* приобретают такой же характер, что и С. ф. в веществах с локализованными магн. моментами, для к-рых амплитуда С. ф. фиксирована при любой темп-ре. Поэтому поведение магн. свойств зонных магнетиков при темп-pax выше Т* выглядит так, будто в системе существуют температурно-индуцироваиные локализованные магн. моменты.

Лит.: Moriya Т., Takahashi J., Spin fluctuation theory of itinerant electron ferromagnetism.- A unified picture «J. Phys. Soc. Jap.», 1978, v. 45, Mi 2, p. 397; Hubbard J., Calculation of partition functions, «Phys. Rev. Let.», 1959, v. 3, № 2, p. 77; М о p и я Т., Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами, пер. с англ., М., 1988. А. В. Ведяев, О. А. Котельникова, М. Ю. Николаев.

   <<      Предметный указатель      >>