ИСТИНА

Для двумерных антиферромагнетиков Костерлицем и Таулесом, и независимо от них Березинским, теоретически предсказан фазовый переход (переход БКТ), связанный с образованием магнитных вихрей на фрустрированной квадратной решетке (XY-модель). Формирование топологических дефектов (пар вихрь-антивихрь) происходит при конечной температуре T_БKT и из-за малого радиуса действия спиновых корреляций приводит к дополнительной степени свободы, характеризуемой вектором хиральности. Экспериментальные подтверждения БКТ перехода крайне немногочисленны, и, в основном, получены методами, позволяющими извлекать информацию о спиновой динамике. Теория топологического БКТ перехода применительно к двумерным магнетикам на треугольной решетке была развита позже, чем для систем с квадратной решеткой. Расчеты методом Монте-Карло показали, что в треугольных антиферромагнетиках топологические дефекты (пары вихрь-антивихрь) имеют особую природу, так называемые Z2-вихри. В отличие от вихрей в модели БКТ с произвольным квантовым числом, т.е. произвольным числом циркуляций спинов внутри вихря, Z2-вихри характеризуются топологическим квантовым числом, которое может принимать только два значения. Такой тип вихрей можно понять в терминах спиновой хиральности следующим образом: в двумерном гейзенберговском антиферромагнетике на треугольной решетке фрустрация может быть снята в локальной 120-градусной спиновой структуре. Магнитные корреляции рождают дополнительную степень свободы, характеризуемую вектором хиральности, т.е. циркуляциями по часовой или против часовой стрелки. Подобно 2D квадратным магнетикам, при некой конечной температуре T* аналогичной T_БKT, следует ожидать топологического перехода, связанного с образованием пар Z2 вихрей-антивихрей в треугольном антиферромагнетике. Также большой интерес вызывают скирмионовые магнитные фазы, где, в отличие от классических вихревых фаз,, спиновые вихри не ограничены в двумерной плоскости. Проходя через такую систему, электрон неоднократно меняет ориентацию спина, подстраиваясь под вихревую магнитную структуру, что может найти очень широкое применение в спинтронике. Целью настоящей работы является изучение фазовых переходов и углубление понимания процессов формирования вихревых структур в низкоразмерных магнетиках с треугольной и квадратной решетками на примере новых или малоизученных соединений Cs2MnP2O7, MSb2O6 (M - переходный или редкоземельный металл), AgFeO2, Ag2FeO2.

В результате выполнения заявленного проекта будут установлены особенности формирования магнитных вихревых состояний в новых двумерных металлоксидных соединениях переходных металлов с треугольной и квадратной решеткой квантовые основные состояния. Будет получена фундаментально важная информация о топологических фазовых переходах в низкоразмерных магнетиках. Полученные результаты будут представлены к публикации в ведущих физических и химических изданиях, что даст возможность их экспертизы.