Về mô hình hoá các spin linh động tương tác với các spin định xứ (mô hình c l) trong lý thuyết từ học và ứng dụng

TRUUTG DAI HOC TOKG HO? HA mi BAGH THÌN^ O6NG ^ -N T^ MO HtNH CXC SPIx^ LJim D&G TU^OIIG T / C Lf THUYST iiy xiOC vi l/iTG iXJl^G Ghuyea ugành : V^t l y di^^a tu 1.02.13 ' 91 _j^V M/^V^ LUAN i& Hi(5 T I % 32 KHOA EOO TOA^Ì^ L I Hgu:ài hirang din : " ITGUYSH CHAU ] HA U i l - 1937 - - MO DAU Hgành v^t l i i ' u tu' ili fa nr^y cfen^ co' uhinig irng di^ng quan t r g n g t r o n g nen k i n h t é qu5c dan Dieu co nhu'ng nguyen nhan sau : Ygt l i ^ u tu' r a t da d§a^, co nhu'ug t i a h c h a t tu' r a t pnong piiu, co t h e siv di^ng t r o n g nl.iieu l i n h vy:c nhu cong nghi^p di^n t u , che tao tnay, coag n^hi^P hàng t i cu dùng V V ITeu Dhan cliia tlieo txnh c n a t d i f n tiv t h i v|it l i f u tu' manh bao gStn ca cac cliat d i è n moi den kitn l o a i , baa kim, ben dan t u - B^i d i ^ n ciao cac c h a t tu' moi l a cac F e r r i t tu' cu'Ug (J^^errit B a r y , O o b a n , ) , t u tnem (l^'errit niketi - Ketn, LISng ^-axi - Kem ) du'g'c su dtiagrgug r a i a nu'O'c t a Gac F e r r i t d S t ixiém ( F e r r i t G r ^ n e t , O r t i i o i e r r i t • ) doug v a i t r ò tiieii cliot quaug Ì19C va raa'y t i n h t u e he niai Cac l o ^ i tu rnem kim l o a i niiu ton s i i l e pscmaloi den cac lit^'p kirn t u oung niiu ln^'p kim cua Sat - ililcen - Co bau, hg'p kim kim l o ^ i d ^ t iiien vo*! kim l o ^ i chuy^u t i é p l a v-^t li'3u CO' ban t r o n g coug n^^lii^p n3ng luviì^^ '-^ ciie t a o may d i e n Cac c h a t ban dan t u t r " n cc so* oxyt d a t hiem iioSc c h a n c o g e n i t , cac v§t l i ^ u t u cung va t u mem t r ^ n co* so* cac ho'p kim v6 d^nh l i m h se l a nhuiig v^.t l i j u mei duo'c ung dung r§ng r a i t r e n t h e g i c i t r o n g nhung nam c u ò i cua tìié ky 20^ Tuy v§t l i f u t u r S t da d^ng n^-ng t i n h cìiàt t u 1190 cua chung thuàng duyc g i a i t h i c h dyja t r e n oa l o a i mau l y t h u y e t CO' ban : Ma.i cac spin d3.nh xu : l a cac mau i i e i s e n b e r g , I s i n g , ^-Y va b i e n tiio cua cxiung Ca'c mau uay c'p dyng cnu - - ySu w i cao vgt l i ^ u t i tuoi ma do' ca'c h g t t a i tu d]j:ih 2U« 2« illau oao 3pln l l n h d$ng ( I t i n e r a n t e l e c t r o n magne* t i a n ) t do' l oao mau Stoner» mau exLton t u , mau thìlng slang opin r/ioriya A/a t r e n hamiltonian liubbard • • Cao mau thu'àng dirgfc ap dijng de g i a i thfch t i n h òh8t tu oua kim l o e i ohuyèn t i S p 3d, oao ban kim l o g i , cao hiyp kim t r " n oa at^ kim l o g ! o h u y ^ tiSp» ^i3u via 00 oao spin l i n h d$ng va Bpin djnh 2w t \ cao màu l o ^ l gBm t •¥ ì&a\x SKd (a-f) Vonaovsflcli - Zener : 1!rong mau oao dipn tu thu^o l a p vo dièn t i khong ciil&a d?iy d ho^o f t tgo tuành nhmig moment dj.nh air tuxrag tao trao d e i gian t l e p w i qua l a p vo dl0n tir ngoai oung s (ca oiié Ruderman K l t t e l - Kasuya - Yòalda v l é t t a t l RKKY), Di^n t i a dtwyo mo ta l y t h u y é t vung va tuang tao dlpn t i - dlpn t i bj bo qua« • l^lQu Anderson L^J de x e t bai toan tuang t a o oua m§t tep ohflt t i dan d$o dj^ih x i t r a n quy dgo 3d tuang t a o v5± \\% d i ^ tur vùng a • • M|u Zener - V o n a o v ^ i i biSn tlaè j f n ^ Z C^^J khao vai m3 hinh V ò n ^ v s k i i - Zener neu t r e n a ch8 them vào 3^ h^ng tuang t a o dl^n tur kieu liubbard (tuang tao day Coulomb g l i a h a i dl&a tur co spin ngu'g'o t r e n oung ra§t trgng tixa'i quy d p o ) Ilgoàl vi00 dna cao mau l y thuyèt ca ban t r e n , nhi'èu ta'o g i nua'o ngoàl da xay dymg cao phuxwg ptia'p toan de g i a i - V oao bai toan th5ng ke luvng tu tu hi^o do^ ^ n phal noi rang l y tìiuyét t i hpo ch3t ran l o ra^t nhung vSn d^ phuo tQp bgc nhfit cua l y -Siuygt thSng kc lugng tu cac moi truàng d ^ dfic# Hiftì tu'png sii t i , phan s a t ti» i^orri t i t i v c ohSt l oao hifu ung thfing kP luyng t i cua mjt nS lan h^t (IT — oo) co' spin xuflt h3.Sn a n h l ^ t d? hi^u h^n (i'hipt ÌQ Guì-le T uiiigt dg ma oao han no t r ^ t tyr t i xa bj pha - huy - oua cac v§ l i u t i co nid.^u ijng dyng nam k.K>àng 10 ^ 10"" dg K)^ D i ^ che thSy rang t § i oa'o ohuicmg phap l y thuy?t tu \ » % * » ' \ hpo pixel l a phuorng phap n h i ^ t d§ng th5ng ke luyng tir, ^ t \^ nh5rig ploirang phap du^o a'p dyng som nhSt l phuxyng pha'p hàm Sreon nrj.pt d§ llatsubara / " j , C^^J \ • Phujang p.iap P^ataubara x3y dyrng tr?>n thSng k? Fermi-Dirao hogo 3o3e thijàug chi dir:;^c iJttg d^ng de g i a i thfch cac hi^n ttP^ng t i kim l o j i diuyln tiSp 3d v / i mf5 h ì a h cao soin l i n h dOng (oac d l ^ tu: t i vai spin 1/2), Fhueang pnap ciio phep mlnh hpa bing gian dS ca'o qua t r l n h tunnig tao aio nen r S t trgfc quan« Pliuong phap thi? h a i l a pauong pi.ap nam Crreea n h i ^ t dgng h a i t h i dilm C^l^J C^^J C^^'^J* Phitang p/xa'p du^fc phat t r l S n rSm rS hai th^p ky tSc, 70 va ngày duxyo hoàn tidcti hcn t h a i gian h i ^ lìiujc/ng phap hàm Gree iihi^t d9 h l i h a i di?h oho riiep nghien otm cac hg t i t£nh t i o n g m$t khoang n h l ^ t d^ rjng t i vung n h i ^ t d$ thSp dSn vung uiiipt trung bình (xa diem ohuyen pha) bang ngon ngiJ oua ca'o ao'ng spin ma nang lu^ug cua Ci.ung phgi thuOc vào n h i g t d ? , KSt qua quan t r j n g da du^c OOAXIIQ minh bang th^re nghipm nhS phuxyng p^ia'p ohieu xg natron khOng dàn hSi /"SQ^?, Tuy v§y - - phwcfng phap x3y dypng chuoi phufang t r l n h moc 2ich cho ham 3roen nau do' ngat ciiuoi theo cach oua rubarev-'ìlablikovBonoh-liruevich dy^a nxii'btì vao oaai txoh vyt l y vQ kh3ng dvtgo miiih hpa bang gian d^, Dieu lam glatn g i t r i trvc quan oua i^huang phap nay, Phuong phap tliu? ba l a phurong phap gian d5 mang tSn Isuynov - Kastjan Ogly t4 phu-an^* p^ta'p gLsn d'& l!3uymov - ^^:iasan - ^gly - ^ùriabi^ d.o ar' spia djnh x j Heisenberg dSug t^iai co t h e dnQ'c coi l pìictt txdv'^i:; oua phiJP puap t i c h phijn phiSm aam oi-io cuo h^ dan LII^Ì-» Si) l^ux Oiiu oaioii Ve teti g^i i trang - s I^yi dung luan an se duac ohia làm pliSn nh^n jxò AtiiX ve piiSn k^'t lufìn t i j chivang I^ I I nang t:{nh chSt tong quauj h^ thóng noa Igii onc mSu phuang pha'p l y thuyét chu yéu ma tao g i su dying làm ca sa, Chuang I I I vtà IV t r l n h oày Ve u'iu ^ ma r§ag va phuang p-iap t i c h puan j>Jil6m ham da t a o già xay dysig, Ohu-ang V CCè oglp t a l eoe van ÌTÙ yQit l y oyi the ma tao g i dei g i a i quyèt b mg r:iUJ8aug p.iap l y thuyét tr::.uh bay a ch.K^ng I I ", IV va eoo pòuaag phap c.iao oo l i o a - - o\(ì ::AU LY fiii;Y2\i: cnC mi laoiij a l ^ ^ s,7in qjyi^ :^iJi^Xii^Jkssi^* B* h l " a lugfc SÌ;* k';^ac M j t gxu^ cso Ij ihuy6t t* hQC xay flyms tr-^a cntiu ::3C cpio diali ^iv va l l n L d^v^ti, chung t a ti:ii l i e j mlu iieiseoberg ve cac kSt quQ otiu yeu oua l y tnuyet t u Xay dv'iig trCa m3u nà^' troug p-iep gBn ding qaen tiiajc IrL^Lang phan tu (txiu.àng gpi l ^ìVi - lioleaular l'ield appro:daiation), d^ ca'o spin d4.nh xu t ^ l ca'o nut mging (d^o trung bai cac véota R ) oua mgt t i n h thè iioàn hào tuang t a o vai j dvsgo mò ta bang hamiltonian ileisenbeiB « ^r/ y ^ ^ Q'rong Jj « ( - ^ j - ^ ^ ) l tfcix paaa trao (1.1) R3 - EI hlfn aay eoa - 107 « l a m$t l l a h vgro hoàa toàa bo ago, Phuong phap t i c h phàa theo quy dgo (m^t hinh thuc khol dlém oua phuoag piia'p tfch nhan continuum) duoc ung «VOg nhiì&u d i t i n h m§t d^ trpng taa'i cua ban dl?n mfit t r | l t *V Z"57_7 /"98_J7 Vlfo a'p dung nhutfng p/io'p cho cac toan tuongtv tronr,- v^t l l f u t u mfit t r f t t y J AHHHTaHa, T,n, GmocapOB, B,A, T,M,$, T 68, 3X2 (1986) / T ^ EapBHCTap, B,n,, KpHB0iJ7^i«>, B.H, fl3,^onoi^fl JI.,A imes «• 1984, £y^J Eax TxaiiB TOHT, «,T,T, - 1987 (npHHfliaOTHnytìJiHKaHBH), / 78JJ' EojuiMaH, P, •'BBGjceiuae MocKBa - 1969, l ^ J /80/ B TGODEH rta^pm*' Hsjc^ •^ayica'* BoHtr - [...]... truag bxah Iciior.g tu-onr, tac (S,b) cua t i c h n toaVi tu ^^.•.* ^*^i khai t r i fa (3.6) d^iu t a l h a i toan t±nìi truug binh cua T-t£cii mgt sd cac toaa tu' spin, Jaca txnh trung biaii do d;Jjah l y \vick cho cac toan tu spin du'g 'c cliung minh bai Vaks-Laricin-?r:ia C^ -J^^ DMH L i VilCK CiiO THUi^G ]3fciH Ui(&a KB KliOI^G TLJcèsG T.'a cij^\ T-Ti'ou o/fc 0)0^; L:I> J P I N Dl^m k:i? c b i f t... t^n t ^ i cac cau truc t i khac ahau, d ^c b i ^ t l a cSu t r u c xoaa S\^ c^ ah t r a n h g l i a tuang tac àm va duang tuy theo khoang cach kiéu RKKY eoa l à l^p luàn then chÓt cua bài toa'n thay t i a h spin - 26 - OAC MUOKG mh QUM TRCKIG ITliOiJG KE LlJQm TU' TRQLÌQ LÌ l\.UXÉi T^ iiOC Ì 5 PlyKfng pua'p ì^tn Green nhl6t d8 hai tuò'i dieta Zabareq^» Tiqblikov •» Bonch l^ruevicii Phu -c/ ng phap hàm... Nguài ta thuang g9i m^t cach h l a h tusyag l à ca 'c spin dlnh xu 3 chlm ng^p trong bien cac dipn to dan s dutyo tao ta bang cao toan tu slnh huy cao tr^ag tiiai Bloch Cac dpi luvag v§t l y dug^o t i a h toa'a d^-a tr^'n l y thuySt nlii&i logn vai già t h i S t t 1, Tuang t a o s-f chi da'ng ke a gBn f ion (tu-aag ta'o - 23 - s-f dia phuang), Iloi chung co the d^t (;»3) (V the t i c h t i n h t h e )... Trong g i a i h^n tuang ta 'c dia phuong (4.3) tich phàa trao doi hipu duag (4.10) co d^ing TI F (4.11) ' ^ ì» Ham P(x) la ham dao dgng (4.7) Chu y rang (4.9) co d^ag Heisenberg va J^^j % (R - R.) (4.11) co the co già tri am » ^ ^ ^ Z> 0 0 ho ^c duang tuy theo khoaag cacìh R - R Do t i n h chat do cua tuang t a c trao doi gian t i e p ma troag kim l o a i dat hi&n va ho'p kim cua chuug t^n t ^ i cac... k-ii x/ìy dj;?n^ dinh l y -^^"ick cho oac toan ti'' spin va diah l y Wick cho t r i à n g hg^p oac toan tei Boce va /ermi ••iiS hi^n trong d5.ah l u ^ t r^iao noaa giua 0 0 It cac toaa tu' sola lS*,S-'ì ^ ss* (5.?) (vS phai cua ( o , J ) i g i l à toaa t i cau kiiong iial l à C- sS aìiu trong tr^'iag h£/p taSag kc Bo:3e ho;tc i''er i) •:- do khl t i n h rìlao aoaa tu cua xaai toaa t^' doia ae eòa I... aoaa cua tjèn tinang b ì i i i cua mgt toa'a tu '-v co dang hàm B : ^ l l o i n ouen ttiugc %j =('^-^^;'^^^t;y,-f ^'^/f; Trung b i n h cua \i% )^'\^ (6.13.) ^^'^^o t f n h ai*o coug thivc t r u y cliung ^ ^"o n! (Al-i^ yi)l ^ (S.14) 53o v i dg cho a'p dgng cue ( ó , 1 3 ) ( S 14) t a co t h è suy r a de dàag (6.15) Kgt qua cun g i a i doon 1 oó tht^ c o i nhu! •^dCc i S y cao l i e n k é t co t h e cua... niiipt dv cua/j^^^ (-^') oung vai mf quay cua vecta m^t dg si^ia • - % kaong d%Xili XL' cua thaiig giaag Bolr* Ly tagiySt th:1ag :::ia'ng spin d ^c dao ih y tuatig vgt l y uj:iuag r S t phuo t^p v^- l y thuyet ve l a cau ^Xh cua aiuinig t r a a h cai l a n tren cac h ; i n/^jhj 'ùr ape t a ? :;La'l trciig naing nam gF.n day, Troag khaSa kho tong c^ uan chung t a l olii a6u iCn eoa duing thyrc hlCo va k... a a g cua k i o h t a i c h ca ban.Tuy n a i e n khn 'c voi t r u à n g hap X = 0 nang l u y n g do phw thugc vao n h i p t dg va hoa t h è M , Trrn thtfc t * da s^ cac s^ plitrc t^p x u 5 t hif^n kiil g i a i C :LU51 piiitang t r l n h moc x l c h ( 5 3 ) va c a c ghn dung thi:àng d ì ^ c Bp dyug n h 3 t l à n?A (Random phf3ee s p p r o x i m a t i o n - phép gBn dung pha n g l u n:ii§n) hogc CPA (phep... bang ca'ca khai t r i c a theo thong aff bé y , Két qua oho vung a^ng liuyng parabol cho thSy yzr ^ 1 ' I T^l J ^(0) (2,12) D4.nh l u p t này khao w i djnh l u $ t 3/2 Bloch cho spin djjih ra nou a t r ^ , Ly t h u j é t Stcner hlfn nay dtsgfc da s5 ca'o nh* nghìfin culi cho r:ing ap d^iag tot de g i a i t h i c h aipn tuang t u trong kim l o § i chuyéa tiSp 3d tuy nhlon no' co mgt s5 diém hgn che nhu... l à ca CLÌ^ t r a o doi gian t l e p qua dipn tu daa Rudermaa K l t t e l - Kasuya - Yosida (viSt t 5 t l à HKKY), }::an ciiSt oua oa chS do r S t r o r à a g Ciao spia dSt hiSra làm phan ctfc k h i difn tu dSa a quanh mlah va làm phan cu'o gian t i é p qua di^n tu dSn ca'o spin 4f a vj, t r i kaa 'c 3ieu Itiuc cua t f c h phan trao d o i gian t i é p giua cac spia l phan \& t g i nut m^ng R » R co ... toaa tu' spin, Jaca txnh trung biaii d;Jjah l y vick cho cac toan tu spin du'g 'c cliung minh bai Vaks-Laricin-?r:ia C^ -J^^ DMH L i VilCK CiiO THUi^G ]3fciH Ui(&a KB KliOI^G TLJcốsG T.'a cij^ T-Ti'ou... t CO' ban : Ma.i cac spin d3.nh xu : l a cac mau i i e i s e n b e r g , I s i n g , ^-Y va b i e n tiio cua cxiung Ca 'c mau uay c' p dyng cnu - - ySu w i cao vgt l i ^ u t i tuoi ma do' ca 'c. .. n3ng luviỡ^^ '-^ ciie t a o may d i e n Cac c h a t ban dan t u t r " n cc so* oxyt d a t hiem iioSc c h a n c o g e n i t , cac vĐt l i ^ u t u cung va t u mem t r ^ n co* so* cac ho'p kim v6