Феромагнітна фаза одновісного магнетика у присутності анізотропної біквадратичної обмінної взаємодії

Abstract

Дослiджено феромагнiтну фазу (ФМФ) одноосьового магнетика з одноiонною анiзотропiєю (ОА) типу “легка площина” та анiзотропною бiквадратною обмiнною взаємодiєю (БОВ). Розглянуто випадок, коли значення вузлового спiну дорiвнює одиницi S = 1. Одержано вирази для двох гiлок спектра спiнових збуджень при скiнченних температурах та визначено умови стiйкостi мод спектра. Побудовано дiаграму стiйкостi мод спектра в координатах T - h, з якої випливає, що за певних умов у системi зi зниженням температури спочатку вiдбувається порушення стiйкостi мод спектра, а потiм, з подальшим зниженням температури, стiйкiсть мод спектра вiдновлюється, тобто спостерiгається реєнтрантна поведiнка. Доведено, що температура фазового переходу (ФП) другого роду мiж ФМФ та фазою зi спонтанно порушеною симетрiєю суттєво залежить вiд константи анiзотропiї БОВ.

Исследована ферромагнитная фаза (ФМФ) одноосного магнетика с одноионной анизотропией (ОА) типа легкая плоскость и анизотропным биквадратным обменным взаимодействием (БОВ). Рассмотрен случай, когда значение узельного спина равно единице. Получены выражения для двух ветвей спектра спиновых возбуждений при конечных температурах и определены условия устойчивости мод спектра. Построена диаграмма устойчивости мод спектра в координатах T - h, из которой следует, что при определенных условиях в системе с понижением температуры сначала происходит потеря устойчивости мод спектра спиновых возбуждений, а затем, при дальнейшем понижении температуры, устойчивость мод спектра восстанавливается, т. е. наблюдается реентрантное поведение. Доказано, что температура фазового перехода (ФП) второго рода между ФМФ и фазой со спонтанно нарушенной симметрией существенно зависит от константы анизотропии БОВ.

The ferromagnetic phase (FMP) of a uniaxial magnet with the easy-plane single-ion anisotropy (SIA) and the anisotropic biquadratic exchange interaction (BQEI) has been studied. The case S = 1 for the site spin S has been considered. Expressions for two branches of the spin excitation spectrum at finite temperatures T have been obtained, and the conditions for spectral mode stability have been determined. The spectral mode stability diagram in the T 􀀀h coordinates has been constructed. The diagram testifies that, under certain conditions, the temperature decrease is accompanied by a violation of the spectral mode stability followed, as the temperature decreases further, by its restoration; i.e. the reentrance phenomenon is observed. The temperature of the second-order phase transition (PT) from the FMP into the phase with spontaneously broken symmetry has been demonstrated to depend considerably on the BQEI anisotropy constant.