Электронный механизм структурных фазовых переходов в арсениде марганца

Анотація

Проведено обобщение спин-флуктуационной теории магнетизма для магнетиков со сложной кристаллической и магнитной структурой. Получено выражение для свободной энергии системы коллективизированных p-, d-электронов, описываемой гамильтонианом Хаббарда, при учете статических смещений ионных остовов, приводящих к изменению симметрии решетки. При расчете свободной энергии использовано приближение однородных локальных полей. Разработанный подход применен для изучения конкуренции магнитного и структурного параметров порядка в ферромагнитном MnAs при T = 0. Показано, что появление структурных искажений исходной никель-арсенидной решетки (отличного от нуля параметра структурного порядка) приводит к понижению средней энергии зонных электронов. Конкуренция электронной энергии и энергии ион-ионного взаимодействия обеспечивает возможность стабилизации этих искажений. Взаимодействие параметров структурного и магнитного порядков ответственно за подавление структурных искажений. Показано, что появление в системе намагниченности (спонтанной или индуцированной магнитным полем) может привести к восстановлению исходной никель-арсенидной структуры. Подобный магнитоструктурный переход наблюдается экспериментально.