hrvatski

Utjecaj anionskog uređenja na valove gustoće spina u Bechgaardovim solima

Anomalno ponašanje osnovnog stanja vala gustoće spina induciranog magnetskim poljem (FISDW) u relaksiranom (TMTSF)2ClO4 bilo je predmet eksperimentalnih i teorijskih istraživanja zadnjih petnaestak godina. Umjesto saturacije ovisnosti kritične temperature SDW prijelaza, koju standardni model kvantiziranog ugnježđenja predviđa u jakom magnetskom polju nakon FISDW kaskade, ona poprima oblik platoa gotovo konstantne vrijednosti iznosa cca. polovine saturacijske vrijednosti. U sporo hlađenom uzorku anioni ClO4 se uređuju u superstrukturu koja dimerizira kristalnu rešetku u smjeru okomitom na organske lance. Sustav modeliramo u okviru standardnog modela kvantiziranog ugnježđenja za kvazi 1-dimenzionalne vodiče kojem dodajemo član koji opisuje cijepanje elektronskih “on-site” energija na susjednim lancima zbog anionskog potencijala. Za opisani model s Hubbardovom interakcijom provedena je neperturbativna analiza 1-elektronskog problema te izračunat odziv u okviru aproksimacije nasumičnih faza. Tretman u odsustvu magnetskog polja ukazuje da, ovisno o amplitudi anionskog potencijala V, postoje dva tipa nestabilnosti: SDW0 stanje i degenerirana SDW± stanja stabilna respektivno na malim i velikim vrijednostima V. SDW0 i SDW± stanja, koja odgovaraju među-vrpčanom i unutar-vrpčanom sparivanju elektron-šupljina u dimeriziranoj Brioullinovoj zoni, ne mogu se tretirati nezavisno već je potreban matrični pristup računu susceptibilnosti. Kritična temperatura SDW0 uređenja jako je ovisna o efektivnom elektronskom integralu preskoka među drugim susjedima okomito na lance (t’ – parametar nesavršenosti ugnježđenja u standardnom modelu). Ona biva snažno potisnuta, kako t’ i V rastu, sve do nule za neke kritične vrijednosti. Magnetsko uređenje u ovom slučaju najsličnije je onom iz standardnog modela: antiferomagnetski uzorak na susjednim lancima čiji je valni vektor određen vektorom među-vrpčanog ugnježđenja. Nasuprot tome, kritična temperatura SDW± uređenja ne ovisi o t’. Ono se stabilizira za vrijednosti V veće od kritičnog iznosa reda veličine t’, kritična temperatura mu raste s V prema saturacijskoj vrijednosti za sustav s idealnim ugnježđenjem T*. Uređenje je općenito antiferimagnetsko u smjeru okomitom na lance, a realizira se kao koegzistencija dva SDW-a na pripadnim podrešetkama lanaca koje se međusobno isprepliću, s valnim vektorom određenim unutar-vrpčanim ugnježđenjem. Na intervalu V između SDW0 i SDW± metalna faza ostaje stabilna sve do temperature 0K. Orbitalni učinci homogenog, vanjskog magnetskog polja usmjerenog okomito na vodljive ravnine tretirani su ravnopravno s anionskim potencijalom omogućivši time napuštanje perturbativne granice malog V razmatrane u dosadašnjoj literaturi. Ovisno o V, nađena su tri karakteristična trenda ovisnosti kritične temperature o jakosti primijenjenog magnetskog polja. (1) U granici malog V stabilizira se SDW0 uređenje koje reproducira modificiranu FISDW kaskadu za kojom slijede oscilacije kritične temprature saturirane ka T* za vrlo jaka polja. (2) U režimu V većeg od t’ stabilizira se SDW±. Krivulja kritične temperature u jakom polju je plato gotovo konstantne vrijednosti. (3) Režim intermedijarnog V donosi novu mogućnost: nakon SDW0 kaskade u slabom i srednjem polju odvija se poljem induciran fazni preijelaz I reda u SDW± fazu gdje kritična temperatura poprima oblik platoa gotovo konstantne vrijednosti. Ovakav tip ponašanja opažen je eksperimentalno. Razmatrani model kvalitativno (i kvantitativno) opisuje mehanizam opažene anomalije u faznom dijagramu (TMTSF)2ClO4. Hillovski pristup ravnopravnog tretmana anionskih i magnetskih učinaka, razvijen u okviru rada, može poslužiti kao teorijski temelj širokoj klasi do sada teorijski neistraženih sustava niske dimenzije s prisutnim anionskim uređenjem.

Bechgaardove soli; (TMTSF)2ClO4; anionsko uređenje; val gustoće spina; magnetsko polje; fazni dijagram

nije evidentirano