Antiferromanyetik sistemlerde dejenereliği kaldıran fiziksel etkileşimler

Abstract

IV ÖZET Klasik Heisenberg antiferromagnetler yüksek dejenereliğe sahiptir. Deneysel olarak gösterildiği gibi, gerçek yapılarda durum daha farklıdır. Bu, dejenereliği ortadan kaldırmak için, Heisenberg Hamiltonyenine bazı değişik etkileşmelerin eklenmesi gerektiği anlamına gelir. Bu çalışmada, Heisenberg Hamiltonyenine bu etkileşme terimlerinden bazıları eklenerek dejenereliğin kaldırılabileceği gösterildi. İlk olarak, kare örgüde Dzyaloshinski-Moriya (D-M) etkileşmeleri incelendi. Sonuçlar, non-kollineer fazının kararlı olması gerektiğini göstermektedir. İkinci olarak, kuantum mekaniksel etkiler dikkate alınarak, gerçek yapılara kolayca uygulanabilir kuantum mekaniksel bir model geliştirildi. Model, bazı gerçek yapılara uygulanarak, kuantum mekaniksel spin sapmalarının magnetik düzenlenmeyi zayıflattığı ve bazı örgü geometrileri için klasik taban durumların tamamen bozulabileceği gösterildi Anahtar Kelimeler : D-M etkileşmeleri, Kuantum mekaniksel spin sapmaları, Frustration, Dejenere taban durumları, antiferromagnetizma, Heisenberg modeli

V ABSTRACT The classical Heisenberg antiferromagnets have high degeneracy. However, as experimentally shown, this is not the case in real materials. This means that some of other interactions must be added to the Heisenberg Hamiltonyen which remove degeneracy. In this work, we included some of these interactions and showed that the degeneracy mey be removed. First of all we investigated the Dzyaloshinski- Moriya (D-M) interaction in the square lattice. The results showed that the non- collinear spin ordering must be stabilize. Secondly, the quantum mechanical effects were investigated. We developed a quantum mechanical model which is quite applicaple to real matterials. By applying this model to the some real materials, we showed that the quantum fluctuations of the spins weaken the magnetic order and for some lattice geometries the classical ground state can actually be broken down. Key Words : D-M interaction, spin fluctuations, frustration, degenerate ground states, antiferromagnetism, Heisenberg model.