ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В работе обсуждается возможность использования новой модели спиновых подрешеток для описания магнитных свойств антиферромагнетиков выше температуры Нееля. В отличие от прежней новая модель обеспечивает подрешеточное упорядочение спинов только при количестве спинов в подрешетке больше 10⁵. Выше температуры Нееля, из-за отсутствия дальнего спинового порядка, число спинов в подрешетке около 10, поскольку это число определяется радиусом обменного взаимодействия. Отсутствие подрешеток при количестве спинов в подрешетке около 10 исключает возможность использования приближения молекулярного поля для описания эффектов, обусловленных обменным взаимодействием. Это объясняет сильные расхождения теории, основанной на приближении молекулярного поля, с многочисленными измерениями магнитной восприимчивости антиферромагнетиков выше температуры Нееля. Для описания магнитной восприимчивости антиферромагнетиков при температуре выше температуры Нееля с использованием новой модели спиновых подрешеток необходимо знание энергетического спектра спиновых кластеров с числом спинов 10. Эта задача существенно упрощается для температур много выше температуры Нееля. В этом случае для обратной восприимчивости получается линейная зависимость от температуры, как для приближения молекулярного поля при температуре выше температуры Нееля. При температурах влизи температуры Нееля зависимость обратной восприимчивости значительно отклоняется от линейной и эти отклонения определяются большим числом параметров, зависящих от конкретного вида обменного взаимодействия. Обилие параметров делает бесперспективным использование магнитных измерений при температуре выше температуры Нееля для определения материальных параметров антиферромагнетиков. В этом основное отличие новой модели подрешеток от прежней, основанной на приближении молекулярного поля. Прежняя модель предписывала отнозначную связь магнитной восприимчивости антиферромагнетиков с двумя параметрами антиферромагнетика – температурой Нееля  и атомным спином.

1. Transient ferromagnetic-like state mediating ultrafast reversal of antiferromagnetically coupled spin / I. Radu, K. Vahaplar, C. Stamm, T. Kachel, N. Pontius, H.A. Durr, T.A. Ostler, J. Barker, R.F.L. Evans, R.W. Chantrell, A. Tsukamoto, A. Itoh, A. Kirilyuk, Th. Rasing, A.V. Kimel // Nature. – 2011. – Vol. 472. – P. 205–208.
2. Kurkin M.I., Orlova N.B. An approximate quantum theory of the antiferromagnetic ground state // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2019. – Vol. 474. – P. 287–295.
3. Займан Дж. Принципы теории твtрдого тела. – М.: Мир, 1966. – 416 с.
4. Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений. – М.: Московский университет, 1976. – 367 с.
5. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Ч. 1: учебное пособие для вузов. – М.: Физматлит, 2010. – 616 с.
6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). – Изд. 6-е, испр. – М.: Физматлит, 2004. – 800 с.
7. Néel L. Propriétés magnétiques de l'état métallique et énergie d'interactions entre atomes // Annales de Physique. – 1936. – Vol. 11, N 5. – P. 232–279.
8. Néel L. Influence des fluctuations du champ moléculaire sur les propriétés magnétiques des corps // Annales de Physique. – 1932. – Vol. 17. – P. 5–105.