Эта публикация цитируется в 1 статье

Магнетизм

Квантование спектра спинонных пар в магнитном поле и формирование бозонов в виде фрагментов 1D-волн зарядовой/спиновой плотности в SmMnO$_{3+\delta}$

Ф. Н. Буханько, А. Ф. Буханько

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАНУ

Аннотация: Исследованы квантовые осцилляции температурных зависимостей намагниченности SmMnO$_{3+\delta}$ в магнитных полях $H$ = 100 и 350 Oe, 1 и 3.5 kOe в интервале температур 4.2–12 K. Континуум тепловых возбуждений спинонных пар в магнитном поле $H$ = 100 Oe делится на три перекрывающиеся зоны Ландау с энергиями $E_n$ ($n$ = 1, 2, 3) с дробными значениями фактора $\nu$ заполнения зон. Основной вклад в намагниченность вносит симметричный интенсивный дублет “сверхнамагниченности”, состоящий из двух перекрывающихся пиков вбизи средней температуры возбуждения $T_{\text{spinon}}\cong$ 8 K. С ростом поля до значения $H$ = 1 kOe, спектр возбуждения спинонов трансформируется в широкий синусоподобный пик с вершиной вблизи $T_{\text{spinon}}\cong$ 8 K, характерный для континуума возбуждений пар спинонов с сильной диперсией в режиме их конфайнмента. В магнитном поле $H$ = 3.5 kOe спектр теплового возбуждения спинонов существенно изменяется: появляется новый тип квантования спектра спинонов в виде формировании в зонах Ландау с $n$ = 1, 2 и 3 особенностей намагниченности в виде узких ступенек (плато), соответствующих целочисленному заполнению спинонами трех зон Ландау c конечной щелью. Исследована эволюция спектра бозонов в виде тепловых возбуждений бесщелевых квазиодномерных волн зарядовой/спиновой плотности в жидкости Латтинжера при температурах ниже 60 K. При температурах вблизи $T$ = 0 обнаружен непрерывный квантовый фазовый переход квантовой спиновой жидкости в состояние жидкости Латтинжера, индуцированный ростом напряженности магнитного поля. Переход содержит особенности, характерные для формирования 1D-волн зарядовой/спиновой плотности, вызванного конфайнментом спинонных пар, и сопровождается сильным полевым гистерезисом.

Ключевые слова: квантовая спиновая жидкость, жидкость Латтинжера, конфайнмент спинонных пар, система спинон – калибровочное поле, квантование Ландау, 1D-волны зарядовой/спиновой плотности, квантовые осцилляции.

Поступила в редакцию: 14.06.2021
Исправленный вариант: 14.06.2021
Принята в печать: 18.10.2021

DOI: 10.21883/FTT.2022.02.51928.142

Реферативные базы данных:

•