Исследование анизотропных обменных взаимодействий в монокристаллах NaV2O5 и TiOCl методом ЭПР
Диссертация
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международной летней школе PITP «Квантовый магнетизм «(Лезуш, Франция, 6−23 июня 2006) — Весенних встречах немецкого физического общества DPG (26−31 марта 2006 г.) — Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» XIX (Москва, 28 июня — 2 июля 2004 г.) — Международной конференции NanoRes (Казань… Читать ещё >
Список литературы
- Митрофанов В. Я., Никифоров А. Е., Черепанов В. И. Спектроскопия обменно-связанных комплексов в ионных кристаллах. — Москва: Наука, 1985.
- Ерёмин М. В., Корниенко А. А., Леушин А. М. К теории обменного взаимодействия // Физика твёрдого тела. — 1972. — Т. 14.— С. 378 381.
- Счастнев П. В., Салихов К. М. Спиновая поляризация и обменное взаимодействие в мультиэлектронных системах // Теоретическая и экспериментальная химия. — 1973. — Т. 9. — С. 291−299.
- Anderson P. W. New approach to the theory of superexchange interactions // Physical Review. — 1959. — T. 115. — C. 2−13.
- Freeman A. J., Watson R. E. Theory of direct exchange in ferromagnetism // Physical Review. 1961.- T. 124, — C. 1439−1454.
- Freeman A. J., Nesbet R. K., Watson R. E. Two-electron heisenberg exchange interaction between neighboring atoms // Physical Review.— 1962.-T. 125.-C. 1978−1981.
- Eremin M. V., Rakitin Y. V. Channel model in isotropic exchange theory // Physica Status Solidi (b). 1977. — T. 80. — C. 579−587.
- Eremin M. V., Rakitin Y. V. On kinetic exchange theory // Physica Status Solidi (b). 1980. — T. 97. — C. 51−62.
- Musin R. N., Schastnev P. V. Calculation of quantum-chemical intermodular integrals using truncated gaussian expansion of atomic orbitals // Journal of Structural Chemistry. 1976.- T. 17.- C. 343 346.
- Kramers H. A. L’interaction entre les atomes magnetoge’nes dans un cristal paramagneotique // Physica. — 1934. —Т. 1.— C. 182−192.
- Pratt G. W. Antiferromagnetism // Physical Review. — 1955. — T. 97. — C. 926−932.
- Yamashita J., Kondo J. Superexchange interaction // Physical Review. — 1958.-T. 109.-C. 730−741.
- Ерёмин M. В. Теория обменного взаимодействия магнитных ионов в диэлектриках. — Москва, Наука: Спектроскопия кристаллов, 1985. — С. 150−172.
- Yosida К. Theory of Magnetism. — Berlin: Springer, 1996.
- Bencini A., Gatteschi D. EPR of Exchange Coupled Systems. — Berlin: Springer, 1991.
- Anisotropic exchange in LiCuVO4 probed by ESR / H.-A. K. von Nidda, L. E. Svistov, M. V. Eremin и др. // Physical Review В.- 2002. — Т. 65.-С. 134 445.
- Griffith J. S. The Theory of Transition Metal Ions. — Cambridge: Cambridge University Press, 1971.
- Goodenough J. B. An interpretation of the magnetic properties of the perovskite-type mixed crystals Lai-xSrxCoOs-x // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1958. — T. 6. — C, 287−297.
- Anderson P. W. Theory of magnetic exchange interactions exchange in insulators and semiconductors // Solid State Physics. — 1963. — T. 14. — C. 99−214.
- Eremin M. V, Rakitin Y. V. Interference of superexchange interactions // Journal of Physics C: Solid State Physics. 1982.- T. 15.- C. L259-L261.
- Ерёмин M. В. Двухмостиковые механизмы косвенного обмена // Физика твёрдого тела. 1982. — Т. 24. — С. 3216−3222.
- Unusually large values of the e.p.r. spectra fine structure parameter of cu (ii) dimers with two-bridge exchange mechanisms / V. K. Voronkova, M. V. Eremin, L. V. Mosina, Y. V. Yablokov // Molecular Physic.— 1983.-T. 50.-C. 379−388.
- Eremin M. V., Rakitin Y. V. Kinetic exchange at low charge transfer energies // Journal of Physics C: Solid State Physics. — 1981. — T. 14. — C. 247−253.
- Ferguson J., Guggenheim H. J., Krausz E. R. Optical absorption by Cu-Mn pairs in KZnF3 // Journal of Physics C: Solid State Physics.— 1971.-Т. 4.-C. 1866−1873.
- Zener С. Interaction between the d-shells in the transition metals, ii. ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure // Physical Review. 1951. — T. 82. — C. 403−405.
- Anderson P. W., Hasegawa H. Considerations on double exchange // Physical Review. 1955. — T. 100. — C. 675−681.
- Karpenko В. V. Some new aspects of the theory of the double exchange mechanism // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 1976. — Т. 3.-C. 267−274.
- Abragam A., Bleaney B. Electron paramagnetic resonance of transition ions. — Oxford: Clarendon, 1970.
- Keffer F. Moriya interaction and the problem of the spin arrangements in P-MnS // Physical Review. 1962. — T. 126. — C. 896−900.
- Dzialoshinski I. A thermodynamic theory of weak ferromagnetism of antiferromagnetics // Journal of Physics and Chemistry of Solids. — 1958. T. 4,-C. 241−255.
- Moriya T. Anisotropic superexchange interaction and weak ferromagnetism // Physical Review. 1960. — T. 120, — C. 91−98.
- Москвин А. С., Бострем И. Г. Некоторые особенности обменного взаимодействия в ортоферритах-ортохромитах // Физика твёрдого тела. 1977. — Т. 19. — С. 1616−1626.
- Ikebe М., Date М. Electron spin resonance in one dimensional antiferromagnet KCuF, 3 // Journal of the Physical Society of Japan. — 1971.-T. 30.-C. 93−100.
- Kato C., Kobayashi Y., Sato M. ESR studies on quasi one-dimensional spin system tiobr // Journal of the Physical Society of Japan. — 2005.— T. 74.-C. 473−477.
- Choukroun J., Richard J.-L., Stepanov A. High-temperature electron paramagnetic resonance in magnets with the dzyaloshinskii-moriya interaction // Physical Review Letters. 2001. — T. 87. — C. 127 207.
- Oshikawa M., Affleck I. Electron spin resonance in s=l/2 antiferromagnetic chains // Physical Review В.— 2002.— Т. 65.—1. C. 134 410.
- Bleaney В., Bowers К. D. Anomalous paramagnetism of copper acetate // Proceedings of the Royal Society. 1952. — Т. A214. — C. 451−465.
- Unconventional anisotropic superexchange in d-NaViO*, / M. V. Eremin,
- D. V. Zakharov, R. M. Eremina и др. // Solid State Communications.— 2006.-T. 96.-C. 27 209.
- Завойский E. К. Парамагнитная релаксация в жидких растворах в перпендикулярном поле // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1945. — Т. 15. — С. 344−350.
- Kawamori A., Yamauchi J., Ohta H. ESR in the 21st Century: Basics and Applications to Material, Life and Earth Sciences.— Amsterdum: Elsevier, 2002.
- Pake G. E., Estle T. L. The physical principles of electron paramagnetic resonance. — New York: Benjamin Inc., 1973.45. von Nidda H.-A. K. Electron spin resonance in strongly correlated Cer-compounds. — Darmstadt: PhD thesis, 1997.
- Barnes S. E. Theory of electron spin resonance of magnetic ions in metals // Advances in Physics. 1981. — T. 30. — C. 801−938.
- Nagata K., Tazuke Y. Short range order effects on EPR frequencies in heisenberg linear chain antiferromagnets // Journal of the Physical Society of Japan. 1972. — T. 32. — C. 337−345.
- Gerloch M. Magnetism and Ligand-Field Analysis. — London: Chapman-Hall, 1972.
- Figgis B. N., Hitchman M. A. Ligand Field Theory and Its Applications. — New York: Wiley-VCH, 2000.
- Kubo R., Tomita K. A general theory of magnetic resonance absorption // Journal of the Physical Society of Japan. 1954. — T. 9. — C. 888−919.
- Mori H., Kawasaki К. Theory of dynamical behaviors of ferromagnetic spins // Progress of Theoretical Physics. 1962. — T. 27. — C. 529−570.
- Dyson F. J. Electron spin resonance absorption in metals, i. experimental // Physical Review. 1955. — T. 98. — C. 337−348.
- Захаров Д. В., Зверев Д. Г., Изотов В. В. Природа асимметрии линии эпр в ЬаолоСаожВао.оъМпОз // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. 2003. — Т. 78. — С. 854−856.
- Influence of nondiagonal dynamic susceptibility on the EPR signal of heisenberg magnets / H. Benner, M. Brodehl, H. Seitz, J. Wiese // Journal of Physics C: Solid State Physics. 1983. — T. 16. — C. 6011−6030.
- Maeda Y., Oshikawa M. Numerical analysis of electron-spin resonance in the spin-½ XY model // Physical Review В.- 2003.- Т. 67.-C. 224 424.
- Choukroun J., Richard J.-L., Stepanov A. Electron paramagnetic resonance in weakly anisotropic heisenberg magnets with a symmetric anisotropy // Physical Review B. 2003. — T. 68. — C. 144 415.
- Emin D. Orbital magnetism of singlet large bipolarons // Physical Review B. 1991. — T. 43. — C. 2633−2636.
- Vleck J. H. V. The dipolar broadening of magnetic resonance lines in crystals // Physical Review. 1948. — T. 74. — C. 1168−1183.
- Anderson P. W., Weiss P. R. Exchange narrowing in paramagnetic resonance // Reviews of Modern Physics. — 1953. — T. 25. — C. 269 276.
- Deisenhofer J. Order and disorder in manganites: electron spin resonance. — Augsburg: PhD thesis, 2005.
- EPR linewidths in Lai-xCoxMnO3: 0 < x < 1 / D. L. Huber, G. Alejandro, A. Caneiro и др. // Physical Review B. — 1999. — T. 60. — C. 12 155.
- Pilawa B. Anisotropy of the electron spin-resonance linewidth of CuGeOz // Journal of Physics: Condensed Matter.- 1997.- T. 9.— C. 3779−3792.
- Альтшулер С. А., Козырев Б. M. Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточных групп. — Москва: Наука, 1972.
- Temperature and angular dependence of electron paramagnetic resonance line in a'-NaV20 $ / I. Yamada, H. Manaka, H. Sawa и др. // Journal of the Physical Society of Japan. 1998. — T. 67. — C. 4269−4278.
- Antisymmetric and anisotropic exchange in ferromagnetic copper (ii) layers / Z. G. Soos, К. T. McGregor, Т. T. P. Cheung, A. J. Silverstein // Physical Review B. 1977. — T. 16. — C. 3036−3048.
- Exchange narrowing in one-dimensional systems / R. E. Dietz, F. R. Merritt, R. Dingle и др. // Physical Review Letters.— 1971. — T. 26.-C. 1186−1188.
- Hase M., Terasaki I., Uchinokura K. Observation of the spin-peierls transition in linear Cu2+ (spin-½) chains in an inorganic compound CuGeOz // Physical Review Letters. 1993. — T. 70.- C. 3651−3654.
- Isobe M., Ueda Y. Magnetic susceptibility of quasi-one-dimensional compound a'-NaV2O5 — possible spin-peierls compound with high critical temperature of // Journal of the Physical Society of Japan. —1996. — T. 65. -C. 1178−1181.
- Hennessey M. J., McElwee C. D., Richards P. M. Effect of interchain coupling on electron-spin resonance in nearly one-dimensional systems // Physical Review B. 1973. — T. 7. — C. 930−947.
- Reiter G. F., Boucher J. P. Theory of exchange narrowing in one and two dimensions // Physical Review В. 1975.- Т. 11.- C. 1823−1829.
- Lagendijk A., Raedt H. D. Self-consistent diffusion coefficients in nearly-one-dimensional paramagnets // Physical Review В. — 1977.— Т. 16.— С. 293−296.
- Suaud N., Lepetit M.-B. Ab initio evaluation of local effective interactions in a'-NaV205 // Physical Review B.- 2000.- T. 62. C. 402−409.
- Gros С., Chitov G. Y. The spin-saf transition in Na V2O5 induced by spin-pseudospin coupling // Europhysics Letters. — 2005. — T. 69. — C. 447 453.
- Anisotropic exchange interactions in CuGeOz probed by electron spin resonance spectroscopy / R. M. Eremina, M. V. Eremin, V. N. Glazkov и др. // Physical Review B. 2003. — T. 68. — C. 14 417.
- Charge order in NaV205 studied by EPR / M. Lohmann, H.
- A. K. von Nidda, M. V. Eremin и др. // Physical Review Letters.— 2000.-T. 85.-C. 1742−1745.
- Electron spin resonance in sine-gordon spin chains in the perturbative spinon regime / S. A. Zvyagin, A. K. Kolezhuk, J. Krzystek, R. Feyerherm // Physical Review Letters. 2005. — T. 95. — C. 17 207.
- Mixed valency and charge ordering in a.'-NaV2Ob / T. Ohama, H. Yasuoka, M. Isobe, Y. Ueda // Physical Review B. 1999. — T. 59. -C. 3299−3302.
- Redetermination of the crystal structure of sodium vanadate, ol-NaV205 / H. G. von Schnering, Y. Grin, M. Kaupp и др. // Zeitschrift fuer Kristallographie. 1998. — T. 213.- C. 246−246.
- X-ray anomalous scattering investigations on the charge order in a'-NaV205 / S. Grenier, A. Toader, J. E. Lorenzo и др. // Physical Review
- B. 2002. — T. 65. — C. 180 101®.
- Elastic constants and charge ordering in d-NaV20^ / H. Schwenk, S. Zherlitsyn, B. Luthi и др. // Physical Review B. 1999. — T. 60. -C. 9194−9197.
- Spin-gap behavior and charge ordering in ct'-NaV2Ob probed by light scattering / M. Fischer, P. Lemmens, G. Els и др. // Physical Review
- B. 1999. — T. 60. — C. 7284−7294.
- High-frequency dielectric and magnetic anomaly at the phase transition in NaV205 / A. I. Smirnov, M. N. Popova, A. B. Sushkov и др. // Physical Review B. 1999. — T. 61. — C. 14 546−14 551.
- Wigner E. On the interaction of electrons in metals // Physical Review. — 1934.-T. 46.-C. 1002−1011.
- Attfield J. P. Charge ordering in transition metal oxides // Solid State Sciences. 2006. — T. 8. — C. 861−867.
- Goto Т., Luethi B. Charge ordering, charge fluctuations and lattice effects in strongly correlated electron systems // Advances in Physics. — 2003. — T. 52.-C. 67−118.
- Charge ordering and spin dynamics in NaV205 / B. Grenier, O. Cepas, L. P. Regnault и др. // Physical Review Letters.- 2001, — T. 86,1. C. 5966−5969.
- Low-temperature structure of the quarter-filled ladder compound a'-NaV20 $ / H. Sawa, E. Ninomiya, T. Ohama и др. // Journal of the Physical Society of Japan. 2002. — T. 71. — C. 385−388.
- Seo H., Fukuyamae H. Charge ordering and spin gap in NaV2O5 // Journal of the Physical Society of Japan. 1998. — T. 67. — C. 26 022 605.
- Optical spectroscopic study of the interplay of spin and charge in a!-NaV20^ / A. Damascelli, C. Presura, D. van der Marel и др. // Physical Review B. 2000. — T. 61. — C. 2535−2552.
- Thermodynamic, transport and magnetic properties of a'-NaV20^ / J. Hemberger, M. Lohmann, M. Nicklas и др. // Europhysics Letters. — 1998.-T. 42.-C. 661−666.
- Bonner J. C., Fisher M. E. Linear magnetic chains with anisotropic coupling // Physical Review. 1964. — T. 135. — С. A640.
- Electron spin resonance in the spin-peierls compound NaV20,5 / A. N. Vasilev, A. I. Smirnov, M. Isobe, Y. Ueda // Physical Review B. — 1997.-T. 56.-C. 5065−5068.
- Direct observation of the spin gap in NaV20§ by submillimeter wave ESR / S. Luther, H. Nojiri, M. Motokawa и др. // Journal of the Physical Society of Japan. 1998. — T. 67. — C. 3715−3717.
- New inorganic spin-peierls compound Na У2 О5 evidenced by x-ray and neutron scattering j Y. Fujii, H. Nakao, T. Yosihama и др. // Journal of the Physical Society of Japan. 1997. — T. 66. — C. 326−329.
- Gruener G. Density Waves in Solids.— New York: Addison-Wesley Publishing Company, 1994.
- Observation of a spin-peierls transition in a heisenberg antiferromagnetic linear-chain system / J. W. Bray, H. R. Hart, L. V. Interrante и др. // Physical Review Letters. 1975. — T. 35. — C. 744−747.
- Electronic structure and exchange coupling in a'-Na V2O5 / A. N. Yaresko, V. N. Antonov, H. Eschrig и др. // Physical Review B. 2000. — T. 62. -C. 15 538−15 546.
- Carpy A., Galy J. Affinement de la structure cristalline du bronze a'-NaV2Ob// Acta Crystallographica Section B. 1975. — T. 31. — C. 14 811 482.
- Zvyagin A. A. Temperature dependence of the electron paramagnetic resonance linewidth in iVa V2O5 // Physical Review B. — 2001. — T. 63. — C. 172 409.
- The d orbital character in the spin-peierls system iVaV^Os / T. Ohama, H. Yasuoka, M. Isobe, Y. Ueda // Journal of the Physical Society of Japan. 1997. — T. 66. — C. 3008−3011.
- Nature of insulating state in Na V2 O5 above charge-ordering transition: A cluster dynamical mean-field study / V. V. Mazurenko, A. I. Lichtenstein, M. I. Katsnelson и др. // Physical Review В.- 2002.- Т. 66.-C. 81 104.
- Raman, infrared and optical spectra of the spin-peierls compound NaV2Ob / S. A. Golubchik, M. Isobe, A. N. Ivlev и др. // Journal of the Physical Society of Japan. 1997. — T. 66. — C. 4042−4046.
- Yushankhai V. Y., Hayn R. Anisotropic superexchange of a 9CP Cu-O-Cu bond // Europhysics Letters. 1999. — T. 47.- C. 116−121.
- Tornow S., Entin-Wohlman 0., Aharony A. Anisotropic superexchange for nearest and next-nearest coppers in chain, ladder, and lamellar cuprates // Physical Review В. 1999.- T. 60.- C. 10 206−10 215.
- Elastic constants and charge ordering in a'-NaV20b / A. Seidel, C. A. Marianetti, F. C. Chou и др. // Physical Review В.- 2003.-T. 67.-C. 20 405®.
- Thermodynamic, transport and magnetic properties of a'-WaV^ / J. Hemberger, M. Hoinkis, M. Klemm и др. // Physical Review В.— 2005.-Т. 72.-С. 12 420.
- Schaefer H., Wartenpfuhl F., Weise E. Ueber titanchloride. v. titan (iii)-oxychlorid // Zeitschrift fuer anorganische und allgemeine Chemie.— 1958.-T. 295.-C. 268−280.
- Hoinkis M. Phase transitions in low-dimensional transition metal compounds. — Augsburg: PhD thesis, 2007.
- Optical study of orbital excitations in transition-metal oxides / R. Rueckamp, E. Benckiser, M. W. Haverkort и др. // New Journal of Physics. 2005. — T. 7. — C. 144.
- Incommensurate structure of the spin-peierls compound TiOCl in zero and finite magnetic fields / A. Krimmel, J. Strempfer, B. Bohnenbuck и др. // Physical Review B. 2006. — T. 73. — C. 172 413.
- Electronic structure of the spin-½ quantum magnet TiOCl / M. Hoinkis, M. Sing, J. Schafer и др. // Physical Review В.- 2005.- Т. 72.-C. 125 127.
- Pytte E. Peierls instability in heisenberg chains // Physical Review В.— 1974.-Т. 10.-С. 4637−4642.
- Infrared optical properties of the spin-½ quantum magnet TiOCl / G. Caimi, L. Degiorgi, N. N. Kovaleva и др. // Acta Crystallographica Section B. 2004. — T. 69. — C. 125 108.
- Imai Т., Chou F. C. Novel spin-gap behavior in layered s = ½ quantum spin system TiOCl // cond-mat/301 425.- 2003.
- Giant phonon softening in the pseudogap phase of the quantum spin system TiOCl / P. Lemmens, K. Y. Choi, G. Caimi и др. // Physical Review B. 2004. — T. 70. — C. 134 429.
- Zero-field incommensurate spin-peierls phase with interchain frustration in TiOCl / R. Rueckamp, J. Baier, M. Kriener и др. // Physical Review Letters. 2005. — T. 95. — C. 97 203.
- Schoenleber A., van Smaalen S., Palatinus L. Structure of the incommensurate phase of the quantum magnet TiOCl // Physical Review B.-2006.-T. 73.-C. 214 410.
- Orbital order in the low-dimensional quantum spin system TiOCl probed by ESR / V. Kataev, J. Baier, A. Moller и др. // Physical Review В.—2003. -T. 68.-C. 140 405®.
- Crystal field and dzyaloshinsky-moriya interaction in orbitally ordered LdQ^Sro^MnO^: an ESR study / J. Deisenhofer, M. V. Eremin, D. Zakharov и др. // Physical Review B. 2002. — T. 65. — C. 104 440.
- Orbital order parameter in LaQ^Sro^MnOz probed by electron spin resonance / J. Deisenhofer, В. I. Kochelaev, E. Shilova и др. // Physical Review B. 2003. — T. 68. — C. 214 427.
- Spin-peierls transition in TiOCl / M. Shaz, S. van Smaalen, L. Palatinus и др. // Physical Review B. 2005. — T. 71. — C. 100 405®.
- TiOCl, an orbital-ordered system? / T. Saha-Dasgupta, R. Valenti, H. Rosner, C. Gros // Europhysics Letters. 2004.- T. 67.- C. 6369.
- Leonov I. личное сообщение, статья отправлена в physical review b.
- Spin dynamics and charge order in /3-iVai/3 V2O5 / M. Heinrich, H. K. von Nidda, R. M. Eremina и др. // Physical Review Letters. —2004.-T. 93.-C. 116 402.
- Phase transitions and spin relaxation in LdQ^Sro^MnO^ / В. I. Kochelaev, E. Shilova, J. Deisenhofer и др. // Modern Physics Letters B. 2003. — T. 17. — C. 459−467.