МЕЗОСКОПИЧЕСКОЕ СМЕШИВАНИЕ ФАЗ СПИНОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ В ЧАСТИЦАХ С ИЗИНГОВСКИМИ ИОНАМИ: ГОЛЬМИЙ-ИТТРИЕВЫЕ ФЕРРИТЫ-ГРАНАТЫ В СИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ
Попов А.И., Попков А.Ф., Кулагин Н.Е.

Поступила в редакцию: 6 Апреля 2004

PACS: 75.45.+j, 75.75.+a, 71.70.-d, 73.22.Dj

DJVU (187.8K)

PDF (406.2K)

Проведен теоретический анализ явлений макроскопического квантового туннелирования в малых частицах кубического ферримагнетика типа Ho_xY_3-xFe₅O₁₂ с сильно анизотропными (изинговскими) примесными ионами малой концентрации в области сильных магнитных полей, где наблюдается множество ориентационных фазовых переходов, связанных с конкуренцией действия внешнего и обменных полей в спиновой подсистеме. На основе теории интегралов по траекториям для магнитной подсистемы рассчитаны инстантонные вклады в амплитуды межфазного туннелирования в окрестности переходов первого рода и проанализированы эффекты расщепления вырожденных энергетических уровней вблизи фазовых переходов для трех основных ориентаций внешнего магнитного поля в кубическом кристалле. Показано, что малые величины энергетических барьеров, разделяющих угловые фазы, могут приводить к аномально большой величине мезоскопического объема, при котором возможно проявление эффектов макроскопического туннелирования спинов в энергетическом спектре частицы. Выявлены особенности спектрального расщепления, обусловленные смешиванием азимутально вырожденных угловых фаз и фаз, различающихся полярным углом ориентации намагниченности.