Введение к работе
Магнитные возбуждения в значительной степени определят1 термодинамику и низкочастотный отклик металлов, и их исследование является важной часты) теории проводящих сред. Роль их особенно велика при наличии локализованных магнитных состояний в металле или сильных взаимодействий в зонах проводимости, когда взаимодействие носителей тока с магнитными флуктуациями приводит к сильной перенормировке одноэлектронных возбуждений. Спектр спиновых флуктуации, механизмы релаксации магнитных возбуждений в классической теории ферми-жидкости хорошо изучены (теория парамагнонов, спиновые волны Ландау-Силина, теория спинового отклика и механизмов спиновой релаксации в нормальных и сверхпроводящих металлах ...). Центр тяжести теории в последнее десятилетие переместился в исследование металлов с локализованными или почти локализованными f- и d-электронами и в исследование неупорядоченных систем, которые проявляют ряд аномальных свойств.
Вопросы, связанные со спектром и. .динамикой локализованных магнитных моментов в нормальных и сверхпроводящих металлах и со спиновой кинетикой в неупорядоченных металлических системах , составляют предмет исследований, представленных в настоящей диссертации. Основное внимание в работе уделяется спектру и релаксации низкочастотных возбуждений; в значительной степени диссертация может быть рассмотрена как исследование магнитного резонанса в металлах.
Цель работы можно сформулировать как: 1. Построение микроскопической теории взаимодействия локализованных f-электронов со статическим полем решетки и деформациями металла. Прояснение роли электронов проводимости в установлении связи f-электрона с решеткой. Необходимость в подобной теории вытекает из того , что взаимодействие f-электрона с внутрикристаллическим полем
металла является одним из основных факторов, определяющих
характеристики локализованного момента иона в основном
состоянии.
2. Исследование взаимодействия между локализованными
моментами и их динамики в неупорядоченных металлах. Здесь
речь идет об изучении эффектов квантовой локализации и
межэлектронного взаимодействия в спиновом отклике.
3.Построение теории спиновой релаксации в гетерогенных
системах (ансамбли малых металлических частиц; слоистые
металлические системы).
4.Исследование распределения обменных полей а характера
длинноволновых спиновых возбуждений магнитных примесей в
сверхпроводниках. Эта проблема возникает в связи с
возможными аномалиями в спектре магнитных возбуждений
примесей из-за сильно нелокального характера спинового
отклика сверхпроводника.
5.Исследование спектра спиновых возбуждений
сильнокоррелированного антиферромагнитного металла в рамках
однозонной модели Хаббарда. Более конкретно, речь идет об
изучении перенормировки спиновых волн зарядовыми
флуктуациями и устойчивости дальнего антиферромагнитного
порядка.
. Научная новизна результатов, полученных при решении поставленных выше проблем, заключается в следующем: 1.Впервые на основе микроскопического подхода проанализированы механизмы взаимодействия и рассчитаны константы связи локализованных f-электронов со статическим полем решетки и ее деформациями в металлических системах. Установлена зависимость констант связи от параметров электронной структуры.
2.Найдены поправки кулоновского взаимодействия к нелокальной спиновой восприимчивости в низкоразмерных неупорядоченных металлах. Обнаружен аномальный характер релаксации намагниченности на больших временах, связанный с мезоскопическими эффектами.
3.Впервые проведен расчет кинетики намагниченности электронов в ансамбле малых частиц металла; найдены зависимости спин-решеточной релаксации от размера частиц и
от статистики электронных уровней в них.
-
Предсказано существование длинноволновой магнонной ветви в спектре возбуждений парамагнитных примесей в сверхпроводнике в,о внешнем магнитном поле.
-
Показано, что смягчение спиновых волн и разрушение дальнего антиферромагнитного порядка в сильнокоррелированной модели Хаббарда связаны в основном с быстрым некогерентным движением дырок внутри спинового полярона.
Научно-практическое значение работы состоит в следующем: -развитая в диссертации теория взаимодействия f-электронов с решеткой металла является базой для расчета и прогнозирования магнитных и магнитоупругих свойств металлических соединений редкоземельных элементов; -результаты работы, касающиеся спиновой динамики в неупорядоченных низкоразмерных системах,позволяют извлечь из экспериментов по магнитному резонансу характеристики гетерогенных материалов (электронный спектр, коэффициенты туннелирования, плотность состояний, характеристики поверхностей... );
-предсказанное в работе спин-волновое поглощение в сверхпроводниках с магнитными примесями открывает новую возможность исследования магнитных сверхпроводников методом ЭПР; -результаты, полученные при исследовании сильнокоррелированного режима в модели Хаббарда, имеют прямое отношение к материалам, родственным ВТСП, и проливают свет на механизм разрушения их антиферромагнетизма при слабом легировании.
Основные материалы диссертации докладывались на: Всесоюзных совещаниях по физике низких температур (Кишинев
1982, Казань 1992)
Всесоюзных конференциях по физике магнитных явлений (Тула
1983, Донецк 1985)
Всесоюзной конф. по магнитному резонансу (Казань 1984) Всесоюзной школе по магнитному резонансу (Славяногорск 1981) Международной конфер. по физике переход, металлов (Киев 1988) Всесоюзном семинаре"Магнетизм редкозем. сплавов"(ГрозныМ988) Всесоюзной школе по актуальным проблемам физики и химии РЗС (Красноярск 1989, Апатиты 1991)
Всесоюзной школе физиков-теоретиков "Коуровка" (Пермь 1984,
Нижний Тагил 1986)
Советско-Германском семинаре по редкоземельным материалам
(Казань 1991)
Семинаре Института Макса-Планка в Штуттгарте С1992)'
Семинаре Института физики Франкфуртского университета (1992)
Публикации: основное содержание диссертации изложено в 16 статьях, список которых представлен в конце автореферата.
Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, перечня основных результатов работы, заключения, списков авторской и цитированной литературы. Полный объем работы составляет 174 страницы.
