Orbital'nyy magnetizm v Sr2VO4: konkurentsiya antiferrooktupol'nogo i ferromagnitnogo uporyadocheniy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Выведена эффективная модель типа Кугеля–Хомского, применимая к описанию магнитного и орбитального порядка в соединении Sr2VO4. Для случая бесконечно большого параметра кристаллического поля (разница энергий xy- и xz, yz-состояний) построена фазовая диаграмма основного состояния в переменных "спин-орбитальное взаимодействие – хундовский обмен". Описан квантовый фазовый переход и выведено уравнение фазовой границы состояния со скрытым магнитным и орбитальным дальним порядком и слабоферромагнитного состояния с сопутствующим согласованным антиферроорбитальным порядком с той же амплитудой. Дано описание этих дальних порядков в терминах октупольных моментов, построенных через компоненты полного момента.

About the authors

D. E Chizhov

Институт физики металлов

Екатеринбург, Россия

P. A Igoshev

Институт физики металлов

Email: igoshev_pa@imp.uran.ru
Екатеринбург, Россия

References

  1. K. I. Kugel and D. I. Khomskii, Soviet Phys.-Uspekhi 25, 231 (1982).
  2. B. J. Kim, H. Ohsumi, T. Komesu, S. Sakai, T. Morita, H. Takagi, and T. Arima, Science 323, 1329 (2009).
  3. D. Pesin and L. Balents, Nature Phys. 6, 376 (2010).
  4. M. Rey, P. Dehaudt, J. Joubert, B. Lambert-Andron, M. Cyrot, and F. Cyrot-Lackmann, J. Solid State Chem. 86, 101 (1990).
  5. M. Itoh, M. Shikano, H. Kawaji, and T. Nakamura, Solid State Commun. 80, 545 (1991).
  6. V. Giannakopoulou, P. Odier, J. Bassat, and J. Loup, Solid State Commun. 93, 579 (1995).
  7. M. Cyrot, B. Lambert-Andron, J. L. Soubeyroux, M. J. Rey, P. H. Dehaudt, J. Beille, and J. L. Tholence, J. Solid State Chem. 85, 321 (1990).
  8. W. Gong, J. Greedan, G. Liu, and M. Bjorgvinson, J. Solid State Chem. 95, 213 (1991).
  9. S. Toth, Magnetism of 3d frustrated magnetic insulators: α-CaCr2O4, β-CaCr2O4 and Sr2VO4, Ph.D. thesis, TU Berlin (2012).
  10. J. Teyssier, E. Giannini, A. Stucky, R. Černý, M. Erenin, and D. van Der Marel, Phys. Rev. B 93, 125138 (2016).
  11. A. Nozaki, H. Yoshikawa, T. Wada, H. Yamauchi, and S. Tanaka, Phys. Rev. B 43, 181 (1991).
  12. J. Matsuno, Y. Okimoto, M. Kawasaki, and Y. Tokura, Phys. Rev. Lett. 95, 176404 (2005).
  13. H. Zhou, B. Conner, L. Balicas, and C. Wiebe, Phys. Rev. Lett. 99, 136403 (2007).
  14. R. Viennois, E. Giannini, J. Teyssier, J. Elia, J. Deisenhofer, and D. van der Marel, J. Phys.: Conf. Ser. 200, 012219 (2010).
  15. H. Sakurai, Phys. Procedia 75, 829 (2015).
  16. H. Zhou, Y. Jo, J. Fiore Carpino, G. Munoz, C. Wiebe, J. Cheng, F. Rivadulla, and D. Adroja, Phys. Rev. B 81, 212401 (2010).
  17. J. Sugiyama, H. Nozaki, I. Umegaki, W. Higemoto, E. J. Ansaldo, J. H. Brewer, H. Sakurai, T. Kao, H. Yang, and M. Martin, Phys. Rev. B 89, 020402 (2014).
  18. I. Yamauchi, K. Nawa, M. Hiraishi, M. Miyazaki, A. Koda, K. M. Kojima, R. Kadono, H. Nakao, R. Kumai, Y. Murakami, H. Ueda, K. Yoshimura, and M. Takigawa, Phys. Rev. B 92, 064408 (2015).
  19. T. Ueno, J. Kim, M. Takata, and T. Katsufuji, J. Phys. Soc. Jpn. 83, 034708 (2014).
  20. G. Jackeli and D. Ivanov, Phys. Rev. B 76, 132407 (2007).
  21. M. V. Eremin, J. Deisenhofer, R. M. Eremina, J. Teyssier, D. V. D. Marel, and A. Loidl, Phys. Rev. B 84, 212407 (2011).
  22. G. Jackeli and G. Khaliullin, Phys. Rev. Lett. 103, 067205 (2009).
  23. G. Khaliullin, Prog. Theor. Phys. Supplement 160, 155 (2005).
  24. A. Oles, Spin-orbital entanglement in Mott insulators, in *Orbital Physics in Correlated Matter*, Modeling and Simulation, ed. by E. Pavarini and E. Koch, Autumn School on Correlated Electrons, Forschungszentrum Julich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Julich (2023), v. 13, p. 6.1.
  25. Y. Imai, I. Solovyev, and M. Imada, Phys. Rev. Lett. 95, 176405 (2005).
  26. Y. Imai and M. Imada, J. Phys. Soc. Jpn. 75, 094713 (2006).
  27. Y. Imai, Y. Otsuka, and M. Imada, J. Phys.: Condens. Matter 19, 365230 (2007).
  28. P. A. Igoshev, D. E. Chizhov, V. Y. Irkhin, and S. V. Streltsov, Phys. Rev. B 110, 115110 (2024).
  29. R. Arita, A. Yamasaki, K. Held, J. Matsuno, and K. Kuroki, J. Phys.: Condens. Matter 19, 365204 (2007).
  30. C. B. Crpenanos, Д. И. Хомский, УФН 187, 1205 (2017) [S. V. Streltsov and D. I. Khomskii, Soviet Physics Uspekhi 60, 1121 (2017)].
  31. A. Georges, L. d. Medici, and J. Mravlje, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 4, 137 (2013).
  32. P. A. Igoshev, S. V. Streltsov, and K. I. Kugel, J. Magn. Magn. Mater. 587, 171315 (2023).
  33. K. H. Kyrcars, Д. И. Хомский, ЖЭТФ 15, 629 (1972) [K. I. Kugel and D. I. Khomskii, ZhETF 15, 629 (1972)].
  34. N.-O. Linden, *Dynamical mean-field theory studies on real materials*, Ph.D. thesis, LMU (2019).
  35. Y. Wang, L. Qi, and X. Zhang, Numer. Linear Algebra Appl. 16, 589 (2009).
  36. S. Li, L. Lu, X. Qiu, Z. Chen, and D. Zeng, J. Glob. Optim. 90, 323 (2024).
  37. P. Santini, S. Carretta, G. Amoretti, R. Caciuffo, N. Magnani, and G. H. Lander, Rev. Mod. Phys. 81, 807 (2009).
  38. A. Urru, J.-R. Soh, N. Qureshi, A. Stunault, B. Roessli, H. M. Ronnow, and N. A. Spaldin, Phys. Rev. Research 5, 033147 (2023).
  39. J. van den Brink and D. Khomskii, Phys. Rev. B 63, 140416 (2001).
  40. D. E. Chizhov and P. A. Igoshev, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 89, 2140 (2025).
  41. A. Afsparak, B. Bunun, *Электронный парамагнитный резонанс переходных шоков*, Мир, М. (1972).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences