Спин-флуктуационные переходы (СФТ) — фазовые переходы в магнитных материалах при участии спиновых флуктуаций под воздействием управляющих параметров (например, температуры или состава материала), не связанное образованием фаз с магнитным порядком ферромагнитного или антиферромагнитного типа или с более сложным типом магнитного упорядочения, в частности геликоидальным. Термин «спин флуктуационные переходы», СФТ был введён С.В.Демишевым в для обозначения данной группы специфических фазовых превращений в магнетиках.
Классическим СФТ является переход в фазу спинового нематика. Различие между обычным магнитным фазовым переходом и спин-флуктуационным переходом можно проиллюстрировать с помощью простой классической аналогии. Рассмотрим двумерный магнетик, в котором спины (магнитные моменты) схематически представлены двумерным набором магнитных стрелок. В парамагнитной фазе обе средние проекции спина на оси x и y и удовлетворяют условиям и, следовательно, средний спин на узле равен нулю. Одновременно, в парамагнитной фазе спиновые флуктуации будут изотропны: . Это означает, что магнитные стрелки не упорядочены и их положения одинаково флуктуируют по всем направлениям. При обычном магнитном переходе некоторая проекция спина становится отличной от нуля ( и ) и образуется магнитная структура, например ферромагнитного типа. В этой фазе спиновые флуктуации могут быть как изотропными, так и анизотропными, но в большинстве случаев тепловые спиновые флуктуации вымерзнут при нулевой температуре, и упорядоченное основное состояние будет возмущаться исключительно нулевыми квантовыми колебаниями. В отличие от рассмотренного случая, для СФП условие выполняется в любой СФТ фазе, однако, условие нарушается в точке спин-флуктуационного перехода и в спин-флуктуационной фазе (в примере на рисунке в результате СФП магнитные стрелки начинают «дрожать» анизотропным образом).
Рассмотренный сценарий соответствует известному переходу в фазу спинового нематика, однако СФП являются более широким понятием в физике магнитных явлений. В общем случае СФП можно определить как любой переход, при котором изменяется характер спиновых флуктуаций. Существование СФП нескольких типов было обнаружено у сильно коррелированных металлов CeB_6 и Mn_{1-X}Fe_{X} Si. Помимо упоминавшегося выше СФП в фазу спинового нематика, обнаружены переход, связанный с изменением симметрии спиновых флуктуаций (аналог ориентационного перехода в магнетиках), а также СФП, отвечающие «замерзанию» квантовых и классических флуктуаций. Установлено, что особые спиновые флуктуации связаны с квантовыми критическими точками (в том числе скрытыми), что позволяет идентифицировать их присутствие на магнитной фазовой диаграмме. В недавней работе спин-флуктуационный переход был обнаружен в модели Изинга на случайных центрах. На примере системы Mn_{1-X}Fe_{X} Si обсуждается возможность возникновения СФП внутри магнитоупорядоченной фазы. К настоящему моменту СФП сравнительно мало исследованы с теоретической точки зрения. Отмечается, что, по крайней мере, для описания некоторых типов СФП теория фазовых переходов второго рода Ландау оказывается неприменимой.
Примечания
Литература
Категория:Магнетизм Категория:Фазовые переходы