Орбитально-спиновый порядок и фазовые переходы в трехорбитальной модели слоистого перовскита

Аннотация

В работе в приближении Хартри — Фока рассмотрена трехорбитальная модель Хаббарда на квадратной решетке с одним электроном на узел, учитывающая спин-орбитальное взаимодействие и расщепление кристаллическим полем. Выведены гамильтониан данной модели и приближение среднего поля для гамильтониана эффективной обменной модели (во втором порядке теории возмущений, обобщение модели Гейзенберга), самосогласованные уравнения для обеих моделей. С помощью программы на языке C++ проведено численное решение этих уравнений, впервые построены полные фазовые диаграммы основного состояния в пространстве параметров спин-орбитального, хундовского обменного взаимодействий и расщепления кристаллическим полем. Определены пять фаз, которые реализуются при различных значениях параметров: два классических состояния, ранее неизвестный аналог одного из них и необычные орбитально запутанные состояния — с ферромагнитным спиновым и антиферрооктупольным упорядочениями. Модель применена к описанию слоистого перовскита Sr2VO4. С помощью соотнесения полученных фазовых диаграмм и известных оценок параметров для этого соединения предположено объяснение отсутствия у него на эксперименте магнитных моментов — реализация антиферрооктупольного упорядочения.