Easy-Plane Antiferromagnet in Tilted Field: Gap in Magnon Spectrum and Susceptibility

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Motivated by recent experimental data on dichloro-tetrakis thiourea-nickel (DTN) [Soldatov et al., Phys. Rev. B 101, 104410 (2020)], a model of antiferromagnet on a tetragonal lattice with single-ion easy-plane anisotropy in the tilted external magnetic field is considered. Using the smallness of the in-plane field component, we analytically address field dependence of the energy gap in “acoustic” magnon mode and transverse uniform magnetic susceptibility in the ordered phase. It is shown that the former is non-monotonic due to quantum fluctuations, which was indeed observed experimentally. The latter is essentially dependent on the “optical” magnon rate of decay on two magnons. At magnetic fields close to the one which corresponds to the center of the ordered phase, it leads to experimentally observed dynamical diamagnetism phenomenon.

About the authors

A. S. Shcherbakov

Petersburg Nuclear Physics Institute, named by B.P. Konstantinov of National Research Centre Kurchatov Institute

Email: nanoscienceisart@gmail.com
Leningrad oblast, 188300, Gatchina, Russia

O. I. Utesov

Petersburg Nuclear Physics Institute, named by B.P. Konstantinov of National Research Centre Kurchatov Institute; St. Petersburg State University; St. Petersburg School of Physics, Mathematics, and Computer Science, HSE University

Author for correspondence.
Email: utiosov@gmail.com
Leningrad oblast, 188300, Gatchina, Russia; St. Petersburg, 198504 Russia; St. Petersburg, 190008 Russia

References

  1. S. Sachdev, Quantum Phase Transitions, 2nd ed., Cambridge University Press (2011).
  2. F. Mila, European J. Phys. 21, 499 (2000).
  3. T. Giamarchi, C. Ruegg, and O. Tchernyshyov, Nature Phys. 4, 198 (2008).
  4. A. Zheludev and T. Roscilde, Comptes Rendus Phys. 14, 740 (2013).
  5. A. Oosawa and H. Tanaka, Phys.Rev.B 65, 184437 (2002).
  6. R. Yu, L. Yin, N. S. Sullivan et al., Nature 489, 379 (2012).
  7. D. Huvonen, S. Zhao, M. Mansson, T. Yankova et al., Phys.Rev.B 85, 100410 (2012).
  8. M. P. Fisher, P.B. Weichman, G. Grinstein et al., Phys.Rev.B 40, 546 (1989).
  9. L. Pollet, N.V. Prokof'ev, B.V. Svistunov et al., Phys.Rev.Lett. 103, 140402 (2009).
  10. A. Paduan-Filho, X. Gratens, and N.F. Oliveira, Phys.Rev.B 69, 020405 (2004).
  11. S.A. Zvyagin, J. Wosnitza, C.D. Batista et al., Phys. Rev.B 85, 047205 (2007).
  12. A.V. Sizanov and A.V. Syromyatnikov, J. Phys.: Cond.Matt. 23, 146002 (2011).
  13. A.V. Sizanov and A.V. Syromyatnikov, Phys.Rev.B 84, 054445 (2011).
  14. K.Y. Povarov, A. Mannig, G. Perren et al., Phys. Rev.B 96, 40414 (2017).
  15. A. Orlova, H. Mayaffre, S. Kramer et al., Phys.Rev. Lett. 121, 177202 (2018).
  16. V. S. Zapf, D. Zocco, B.R. Hansen et al., Phys.Rev. Lett. 96, 077204 (2006).
  17. E. Batyev and L. Braginsky, Sov.Phys. JETP 69, 781 (1984).
  18. E. Batyev, Sov.Phys. JETP 62, 173 (1985).
  19. L. Yin, J. S. Xia, V. S. Zapfet al., Phys.Rev.Lett. 101, 187205 (2008).
  20. S.A. Zvyagin, J. Wosnitza, A.K. Kolezhuk, et al., Phys.Rev.B 77, 092413 (2008).
  21. T.A. Soldatov, A. I. Smirnov, K.Y. Povarov et al., Phys.Rev.B 101, 104410 (2020).
  22. A. S. Sherbakov and O. I. Utesov, J.Magn.Magn. Mater 518, 167390 (2021).
  23. A. Lopez-Castro and M.R. Truter, J.Chem. Soc. 245, 1309 (1963).
  24. T. Holstein and H. Primakoff, Phys.Rev. 58, 1098 (1940).
  25. C. J. Hamer, O. Rojas, and J. Oitmaa, Phys.Rev. 81, 214424 (2010).
  26. A.V. Sizanov and A.V. Syromyatnikov, Phys.Rev.B 84, 054445 (2011).
  27. V.N. Glazkov, JETP Lett. 112, 647 (2020).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».