Точное инстантонное решение для квантового туннелирования в нескомпенсированном антиферромагнетике

Abstract

Построено точное инстантонное решение, описывающее макроскопическое квантовое туннелирование для малой антиферромагнитной частицы с нескомпенсированным спином и двухосной квадратичной анизотропией. Решение пригодно для любых соотношений между параметрами анизотропии и относительной величиной нескомпенсированного спина. Исходя из полученного решения, вычисляется амплитуда туннелирования с учетом предэкспоненциального фактора. Эта амплитуда характеризуется неаналитической зависимостью от соотношения между малыми параметрами задачи - анизотропией в базисной плоскости и величиной нескомпенсированного спина.

Побудовано точний інстантонний розв’язок, який описує макроскопічне квантове тунелювання для антиферомагнітної частинки з нескомпенсованим спіном та двохосною анізотропією. Рішення дійсне для будь-яких співвідношень між параметрами анізотропії та нескомпенсованим спіном. Виходячи з отриманного розв’язку, обчислено амплітуду тунелюванння з урахуванням предекспо-ненційного фактора. Ця амплітуда неаналітично залежить від співвідношення між малими параметрами задачі — анізотропією у базовій площині та відносним нескомпенсованим спіном.

An exact instanton solution describing macroscopic quantum tunneling for small antiferromagnetic particles with uncompensated spins and quadratic biaxial anisotropy is constructed. The solution is valid for any relationship between the anisotropy parameters and the relative value of spin non-compensation. The tunneling amplitude is calculated taking into account the pre-exponential factor. This amplitude is non-analytically dependent on the relationship between the small parameters of the problem — the anisotropy in the basal plane and the value of the uncompensated spin.