Анотація до роботи:

Клевець П.М. Динамічні властивості та фазові стани двовимірних гейзенбергівських та негейзенбергівських магнетиків. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла – Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, Сімферополь, 2004.

Дисертація присвячена подальшому розвитку теорії переорієнтаційних фазових переходів у двовимірних феромагнітних плівках і дослідженню фазових переходів та фазових станів двовимірних негейзенбергівських магнетиків. У побудованій у роботі моделі переорієнтаційних фазових переходів, що враховує вплив магнітодипольної і магнітопружної взаємодій, та одноіонної анізотропії, яка залежить від температури, переорієнтація намагніченості з легковісної фази в площинну відбувається через кутову фазу. Кількісні оцінки температурного інтервалу існування кутової фази складають приблизно 105 К. У моделі з урахуванням магнітодипольної взаємодії й одноосьової анізотропії може реалізуватися переорієнтаційний фазовий перехід за температурою з легковісної фази в площинну. Вплив магнітопружної взаємодії на формування доменної фази виявляється в гібридизації пружних і магнітних збуджень та у збільшенні інтервалу полів існування доменної фази. Якщо "похила" анізотропія діє в площині плівки, то в системі може реалізуватися п’ять типів фазових станів. Знайдені спектри квазічасток у негейзенбергівському феромагнетику для випадків "об’ємної" і "плоскої" магнітопружної взаємодій. У випадку "плоскої" магнітопружної взаємодії при фазовому переході з феромагнітної фази у квадрупольну відбувається розм’якшення подовжньо поляризованих квазіфононів. Показано, що в ізотропних негейзенбергівських антиферомагнетиках квадрупольна фаза не реалізується ні при яких співвідношеннях між константами білінійного та біквадратичного обмінів.

У дисертаційній роботі побудовано й досліджено моделі ПФП у двовимірних ФМ плівках, а також досліджено фазові стани і властивості двовимірних негейзенбергівських магнетиків. На основі докладних висновків, що приводяться наприкінці кожного розділу, можна сформулювати найбільш важливі результати роботи.

1. У рамках моделей ПФП за температурою у двовимірних феромагнітних плівках, що враховують вплив МД і МП взаємодій, показано:

• Переорієнтація вектора намагніченості з легковісної фази в площинну відбувається через кутову фазу. Температурний інтервал зменшення намагніченості пов’язаний із реалізацією кутової фази. Кількісні оцінки інтервалу існування кутової фази складають 105 К, що добре погодиться з експериментальними даними.

• Фазові переходи "легковісна фаза – кутова фаза" і "легкоплощинна фаза – кутова фаза" є переходами першого роду. Фазовий перехід із легковісної фази в кутову протікає за магнонною гілкою збуджень, а з легкоплощинної фази – за квазіфононною гілкою.

У двовимірному феромагнетику з урахуванням МД взаємодії й одноосьової одноіонної анізотропії може реалізуватися ПФП за температурою з легковісної фази в площинну. Це фазовий перехід першого роду з гістерезисом.

2. Дослідження впливу МП взаємодії на формування доменної фази у феромагнітних двовимірних плівках показало:

• МП взаємодія призводить до гібридизації магнонних і фононних збуджень і зменшенню фазової швидкості квазімагнонів. Фазовий перехід у доменну фазу протікає за квазіфононною гілкою збуджень, а інтервал полів існування доменної фази збільшується.

3. При дослідженні впливу "похилої" одноіонної анізотропії на фазові стани і властивості двовимірної феромагнітної плівки встановлено:

• Якщо "похила" анізотропія діє в площині плівки, то залежно від орієнтації зовнішнього магнітного поля в системі реалізується п’ять типів фазових станів.

• У випадку, коли "похила" анізотропія діє поза площиною плівки, то виникнення неоднорідної фази залежить від орієнтації зовнішнього магнітного поля. При полі перпендикулярному площині плівки неоднорідна фаза не реалізується. Коли магнітне поле діє в площині плівки, неоднорідна фаза реалізується тільки, якщо поле спрямоване перпендикулярно до площини, у якій діє "похила" анізотропія.

• Доменна фаза реалізується тільки, якщо зовнішнє магнітне поле паралельно площині плівки, і система має велику, у порівнянні з енергіями МД взаємодії і легкоплощинної анізотропії, легковісну одноіонну анізотропію, що перпендикулярна площині плівки.

4. Дослідження двовимірного негейзенбергівського феромагнетику з урахуванням "об’ємної" і "плоскої" МП взаємодії виявили, що:

• У системі з "об’ємною" МП взаємодією відбувається фазовий перехід другого роду з ФМ фази в КУ. У системі з "плоскою" МП взаємодією фазовий перехід із ФМ фази в КУ є фазовим переходом першого роду.

• Показано, що в обох випадках фазовий перехід із ФМ фази протікає за квазіфононною гілкою збуджень, а з КУ фази – за магнонною гілкою. У випадку "плоскої" МП взаємодії, при фазовому переході з ФМ фази, відбувається розм’якшення подовжньо поляризованих квазіфононів.

5. Дослідження двовимірних ізотропних негейзенбергівських АФМ показало:

• В ізотропних негейзенбергівських антиферомагнетиках КУ фаза не реалізується ні при яких співвідношеннях обмінних констант, а АФМ фаза реалізується тільки в тривимірному випадку, коли енергія білінійної обмінної взаємодії перевищує енергію біквадратичної обмінної взаємодії.

Публікації автора:

1. Fridman Yu.A., Spirin D.V., and Klevets Ph.N. Influence of Dipole Interaction on the Phase Transitions Due to Temperature Variation in Two-Dimensional Ferromagnets // PSS (b). – 2002. – Vol. 232, № 2. – P. 264-272.

2. Fridman Yu.A., Spirin D.V., Klevets Ph.N. Reorientation of magnetization with temperature in 2D ferromagnets // JMMM. - 2002. - Vol. 253. - P. 105-110.

3. Фридман Ю.А., Спирин Д.В., Клевец Ф.Н. Влияние магнитоупругого взаимодействия на формирование пространственно неоднородной фазы в двумерных магнетиках // ФНТ. – 2003. – Т. 29, № 4. – С. 418-423.

4. Fridman Yu.A., Klevets Ph.N., Kozhemyako O.V. Influence of magnetoelastic coupling on the phase transitions in two-dimensional non-Heisenberg magnetics with biquadratic interaction // JMMM. – 2003. – Vol. 264. – P. 111-120.

5. Фридман Ю.А., Спирин Д.В., Клевец Ф.Н. Фазовая диаграмма негейзенберговского антиферромагнетика со спином единица // ФНТ. – 2003. – Т. 29, № 12. – С. 1335-1340.