2014: Защита докторской диссертации О.С.Волковой на тему “Квантовые основные состояния низкоразмерных магнетиков”

В ноябре 2014 г. состоялась защита докторской диссертации с.н.с. кафедры физики низких температур и сверхпроводимости Ольги Сергеевны Волковой на тему “Квантовые основные состояния низкоразмерных магнетиков”.

В диссертации О.С.Волковой впервые синтезированы новые низкоразмерные объекты и впервые исследован целый ряд новых явлений, связанных с формированием ближнего и дальнего порядка в низкоразмерных магнетиках. Среди исследованных объектов присутствуют силикаты, нитраты, фосфаты и сложные оксиды переходных металлов. Впервые обнаружены уникальные экспериментальные примеры реализации теоретических моделей “флага конфедерата” и “трехмерного Шастри - Сазерленда”.

Концентрированные магнитные системы, которые в силу топологических особенностей не способны к поддержанию дальнего магнитного порядка, при низких температурах реализуют состояние спиновой жидкости. Топологические особенности, препятствующие магнитному упорядочению, сводятся либо к понижению размерности магнитной подсистемы, либо к фрустрации обменного взаимодействия. В отличие от трехмерных магнетиков, двумерные магнетики упорядочиваются лишь при абсолютном нуле температур, а одномерные системы даже при абсолютном нуле остаются разупорядоченными. Спиновая жидкость в низкоразмерных системах представляет собой сильно коррелированную электронную систему, свойства которой близки к сверхпроводящему конденсату или к сверхтекучей жидкости. Основное состояние низкоразмерных систем может быть отделено энергетической щелью от континуума магнитных возбуждений, как это реализуется в изолированных цепочках целочисленных спинов (S=1). В изолированной цепочке полуцелочисленных спинов (S=1/2), связанных обменным взаимодействием, основное состояние от возбужденных состояний энергетической щелью не отделено. Энергетичеcкая щель в спектре магнитных возбуждений цепочки полуцелочисленных спинов (S = 1/2) может быть введена за счет альтернирования обменного взаимодействия. В случае предельно сильного альтернирования систему можно рассматривать в качестве ансамбля невзаимодействующих димеров.