Вышедшие номера
Квантование спектра спинонных пар в магнитном поле и формирование бозонов в виде фрагментов 1D-волн зарядовой/спиновой плотности в SmMnO3+delta
Буханько Ф.Н.1, Буханько А.Ф.1
1Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Киев, Украина
Email: metatem@ukr.net
Поступила в редакцию: 14 июня 2021 г.
В окончательной редакции: 14 июня 2021 г.
Принята к печати: 18 октября 2021 г.
Выставление онлайн: 16 ноября 2021 г.

Исследованы квантовые осцилляции температурных зависимостей намагниченности SmMnO3+delta в магнитных полях H=100 и 350 Oe, 1 и 3.5 kOe в интервале температур 4.2-12 K. Континуум тепловых возбуждений спинонных пар в магнитном поле H=100 Oe делится на три перекрывающиеся зоны Ландау с энергиями En (n=1,2,3) с дробными значениями фактора ν заполнения зон. Основной вклад в намагниченность вносит симметричный интенсивный дублет "сверхнамагниченности", состоящий из двух перекрывающихся пиков вбизи средней температуры возбуждения Tspinon=~8 K. С ростом поля до значения H=1 kOe, спектр возбуждения спинонов трансформируется в широкий синусоподобный пик с вершиной вблизи Tspinon=~8 K, характерный для континуума возбуждений пар спинонов с сильной диперсией в режиме их конфайнмента. В магнитном поле H=3.5 kOe спектр теплового возбуждения спинонов существенно изменяется: появляется новый тип квантования спектра спинонов в виде формировании в зонах Ландау с n=1,2 и 3 особенностей намагниченности в виде узких ступенек (плато), соответствующих целочисленному заполнению спинонами трех зон Ландау c конечной щелью. Исследована эволюция спектра бозонов в виде тепловых возбуждений бесщелевых квазиодномерных волн зарядовой/спиновой плотности в жидкости Латтинжера при температурах ниже 60 K. При температурах вблизи T=0 обнаружен непрерывный квантовый фазовый переход квантовой спиновой жидкости в состояние жидкости Латтинжера, индуцированный ростом напряженности магнитного поля. Переход содержит особенности, характерные для формирования 1D-волн зарядовой/спиновой плотности, вызванного конфайнментом спинонных пар, и сопровождается сильным полевым гистерезисом. Ключевые слова: квантовая спиновая жидкость, жидкость Латтинжера, конфайнмент спинонных пар, система спинон - калибровочное поле, квантование Ландау, 1D-волны зарядовой/спиновой плотности, квантовые осцилляции.