К теории магнитных квантовых фазовых переходов первого рода в ван-флековском изинговском антиферромагнетике

Abstract

Исследованы индуцированные внешним магнитным полем квантовые фазовые переходы в ванфлековском парамагнетике со спином ионов S = 1 при конкуренции легкоплоскостной одночастичной анизотропии и изинговских межспиновых взаимодействий. Для описания фазовых превращений использована функция Лагранжа, минимизация которой осуществляется по коэффициентам линейной комбинации спиновых волновых функций, определяющих основное состояние. Показано, что такой подход согласуется с теорией Ландау фазовых переходов I рода. Получено, что переход из ван-флековской парамагнитной (синглетной) фазы в ферромагнитную фазу осуществляется путем образования промежуточного состояния с только одной намагниченной спиновой подрешеткой.

Досліджено індуковані зовнішнім магнітним полем квантові фазові переходи у ван-флеківському парамагнетику зі спінами іонів S = 1 при конкуренції легкоплощинної одноіонної анізотропії та ізінгівських міжспінових взаємодій. Для опису фазових перетворень використано функцію Лагранжа, мінімізація якої здійснюється по коефіцієнтах лінійної комбінації спінових хвильових функцій основного стану. Показано, що такий підхід узгоджується з теорією Ландау фазових переходів I роду. Отримано, що перехід від ван-флеківської (синглетної) парамагнітної фази до феромагнітної фази здійснюється шляхом утворення проміжного стану з тільки однією намагніченою спіновою підграткою.

Quantum phase transitions induced by an external magnetic field in a Van Vleck paramagnet with ion spin S = 1 and competition of an easy-plane one-particle anisotropy and Ising spin-spin interactions are investigated. To describe the phase transformations we use the Lagrange function, whose minimization is performed by the coefficients of a linear combination of the spin wave functions that determine the magnet ground state. It is shown that such an approach agrees with the Landau theory of phase transitions of the 1st kind. It is obtained that the transition from the Van Vleck paramagnetic (singlet) phase to the ferromagnetic one is realized by forming an intermediate state with only one magnetized spin sublattice.