Природа ферромагнитной фазы Гриффитса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена простая модель неупорядоченной кластерной ферромагнитной фазы, в которой магнитный беспорядок определяется случайными локальными магнитными полями Hl со степенной функцией распределения w ~ |Hl |–ξ (ξ < 1), позволяющая с единой точки зрения аналитически описать известные из эксперимента магнитные свойства ферромагнитных фаз Гриффитса, в том числе переход от закона Кюри–Вейсса χ ~ 1/(T–TC) к аномальной степенной зависимости χ ~ 1/(T–TC)ξ в области температур T, больших температуры Кюри TC. Развитый подход впервые позволил объяснить появление в ферромагнитной области T < TC степенной зависимости намагниченности M от магнитного поля H вида M ~ H1– ξ и предложить способ экспериментального определения параметра порядка. Сопоставление с экспериментальными данными позволило сделать вывод, что именно беспорядок данного типа играет основную роль в ферромагнитных гриффитсовских системах, причем разбиение на магнитные кластеры должно быть справедливо для температур как выше, так и ниже точки Кюри. Показано, что особенности магнитных свойств гриффитсовской кластерной системы не связаны с аномальным поведением намагниченности отдельного кластера, а возникают в результате обусловленной беспорядком модификации интегральных характеристик неупорядоченного ферромагнетика.

Об авторах

С. В. Демишев

Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской академии наук; Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Автор, ответственный за переписку.
Email: demishev@hppi.troitsk.ru
Россия, Троицк, Москва; Москва; Москва

Список литературы

  1. Griffiths R.B. Nonanalytic behaviour above the critical point in a random Ising ferromagnet // Phys. Rev. Lett. 1969. V. 23. P. 17–19.
  2. Bray A.J. Nature of the Griffiths phase // Phys. Rev. Lett. 1987. V. 59. P. 586–589.
  3. Fisher D.S. Critical behavior of random transverse-field Ising spin chains // Phys. Rev. B. 1995. V. 51. P. 6411–6461.
  4. Демишев С.В. Моделирование магнитной восприимчивости антиферромагнитной системы с обусловленным беспорядком квантовым критическим поведением // Физика твердого тела. 2009. Т. 51. С. 514–517.
  5. Brady D., Bender J., Mischke P., Ohler S., Niederprüm T., Ott H., Fleischhauer M. Griffiths phase in a facilitated Rydberg gas at low temperatures // Phys. Rev. Research. 2024. V. 6. P. 013052 (1–12).
  6. Reed M.E., Smith Z.S., Dewan A., Rolston S.L. Griffiths physics in an ultracold Bose gas // Phys. Rev. A. 2019. V. 99. P. 063611 (1–7).
  7. Yahalom Y., Shnerb N.M. Phase diagram for logistic systems under bounded stochasticity // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 122, P. 108802 (1–5).
  8. Amaral M.A., de Oliveira M.M. Criticality and Griffiths phases in random games with quenched disorder // Phys. Rev. E. 2021. V. 104. P. 064102 (1–9).
  9. Juhász R., Kovács I., Iglói F. Long-range epidemic spreading in a random environment // Phys. Rev. E. 2015. V. 91. P. 032815 (1–11).
  10. Pramanik A.K., Banerjee A. Griffiths phase and its evolution with Mn-site disorder in the half-doped manganite Pr0.5Sr0.5Mn1–yGayO3 (y = = 0.0, 0.025, and 0.05) // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 024431 (1–5).
  11. Singh N.K., Paudyal D., Mudryk Ya., Pecharsky V.K., Gschneidner K.A. Magnetostructural properties of Ho5(Si0.8Ge0.2)4 // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 184414 (1–11).
  12. Ма Ш. Современная теория критических явлений. М.: Мир, 1980. С. 43.
  13. Demishev S.V., Samarin A.N., Huang J., Glushkov V.V., Lobanova I.I., Sluchanko N.E., Chubova N.M., Dyadkin V.A., Grogoriev S.V., Kagan M.Yu., Vanacken J., Moshchalkov V.V. Magnetization of Mn1–xFexSi in high magnetic fields up to 50 T: possible evidence of a field-induced Griffiths Phase // JETP Letters. 2016. V. 104. P. 116–123.
  14. Wang R., Gebretsadik A., Ubaid-Kassis S., Schroeder A., Voijta T., Baker P.J., Pratt F.L., Blundell S.J., Lancaster T., Franke I., Möller J.S., Page K. Quantum Griffiths phase inside the ferromagnetic phase of Ni1–xVx // Phys. Rev. Letters. 2017. V. 118. P. 267202 (1–5)
  15. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1975. 1032 с.
  16. Krivoruchko V.N., Marchenko M.A., Melikhov Y. Griffiths phase, metal-insulator transition, and magnetoresistance of doped manganites // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 064419 (1–11).
  17. Pahari R., Balamurugan B., Pathak R., Nguyen M.C., Valloppilly S.R., Skomski R., Kashyap A., Wang C.Z., Ho K.M., Hadjipanayis G.C., Sellmyer D.J. Quantum phase transition and ferromagnetism in Co1+xSn // Phys. Rev. B. 2019. V. 99. P. 184438 (1–10)
  18. Демишев С.В., Ищенко Т.В., Самарин А.Н. Аномальные магнитные свойства парамагнитной фазы и спиновые поляроны в моносилициде марганца // Физика низких температур. 2015. Т. 41. С. 1243–1253.
  19. Демишев С.В., Краснорусский В.Н., Оськин А.Е., Боков А.В., Зибров И.П., Саламатин Д.А., Семено А.В., Сидоров В.А., Энкович П.В., Бражкин В.В., Цвященко А.В. Рекордный рост температуры Кюри вплоть до комнатных значений в нецентросимметричном магнетике Mn1–xRhxSi // Письма в ЖЭТФ. 2025. T. 121. С. 121–128.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025