Anomalous magnetic structures and phase transitions in non-Heisenberg magnetic materials

Abstract

ВВЕДЕНИЕОбзор посвящен в основном изотропным магнетикам с локализован-ными магнитными моментами, обменное взаимодействие между которыми носит более сложный характер, чем в обычной модели Гейзенберга. Соот-ветственно, их магнитные свойства сильно отличаются от свойств гейзен-берговских магнетиков. Часто такие магнетики могут быть описаны моде-лями, в которых наряду с гейзенберговским билинейным обменом учиты-вается биквадратичный, трех-или четырехспиновый обмен. Однако в слу-чае проводящих негейзенберговских магнетиков удается дать интерпре-тацию некоторых их свойств и не прибегая к этим моделям.В обзоре изложена теория негейзенберговских изотропных магне-тиков и подробно проанализированы экспериментальные данные по ряду материалов, адекватно описываемых этой теорией. К числу их относятся изоляторы (EuSe, MnO, UO 2 и др.), металлы (GdMg и др.), а также ядер-ный магнетик -твердый

SU(3) symmetry in theory of a weakly interacting gas of spin-1 atoms with Bose-Einstein condensate

“…Finally, if the interaction Hamiltonian is SU(2) symmetric so that it contains the spin operators S i only, then the ferromagnetic state of spin-1 condensate is characterized by the following spectra of single-particle excitations [17,42]: ω (1) p = ε p − 2J(0)n + 2h, ω (2) p = ε p − n 0 (J(p) − J(0)) + h, ω (3) p = ε 2 p + 2ε p n 0 (U(p) + J(p))…”

“…The interaction in high-spin (S > 1/2) crystalline systems has a more complicated character that goes beyond the usual Heisenberg model, while their phase diagram exhibits a more rich structure [3]. In particular, for spin-1 systems with bilinear and biquadratic exchange interactions, the exotic orderings, such as nematic [3][4][5][6] and semi-ordered [6] phases, may exist along with the traditional ferromagnetic and antiferromagnetic phases. Moreover, the non-Heisenberg structure of the spin-spin interaction affects even the traditional phases.…”

Phase transitions in a ferromagnet with biquadratic exchange and hexagonal single-ion anisotropy

“…1,2 This is because in such magnets the quantum properties of individual spins in the effective magnetic field play a decisive role in the formation of the dynamic and thermodynamic properties. 1,2 This is because in such magnets the quantum properties of individual spins in the effective magnetic field play a decisive role in the formation of the dynamic and thermodynamic properties.…”

Many‐electron operator approach in the solid state theory

“…To end this section, we mention the case of a narrow-band metal or semiconductor with non-integer band filling (the "double exchange" situation) [56]. This case may be treated within the Hubbard and s-d exchange models with strong correlations.…”

“…The Hamiltonian (9.8) contains only bilinear terms in spin operators. The biquadratic exchange may be obtained in the fourth order of perturbation theory [51,56,661 .9) have the same sign and "ferromagnetic" in the opposite case.…”