Regensburg 2007 – wissenschaftliches Programm

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TT: Fachverband Tiefe Temperaturen

TT 33: Low-dimensional Systems - Models II

TT 33.5: Vortrag

Freitag, 30. März 2007, 11:15–11:30, H18

Thermodynamik des zweidimensionalen J₁-J₂-Modells in hohen Magnetfeldern — •Burkhard Schmidt¹, Nicolas Shannon² und Peter Thalmeier¹ — ¹Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, 01187 Dresden — ²H H Wills Physics Laboratory, Tyndall Avenue, Bristol BS8 1TL,

Das frustrierte zweidimensionale J₁-J₂-Heisenbergmodell auf dem Quadratgitter beschreibt den Magnetismus in einer Klasse von Vanadiumoxid-Schichtstrukturen vom Typ AA’VO(PO₄)₂ (A, A’ = Pb, Zn, Sr, Ba). Dabei sind die Austauschkonstanten wenige Kelvin groß. Wir berichten hier über Resultate zum Verhalten des J₁-J₂-Modells in hohen Magnetfeldern. Aufgrund der kleinen Austauschkonstanten sind die Sättigungsfelder experimentell erreichbar und im Bereich von 20 Tesla. Wir zeigen, dass aufgrund der Frustration am Sättigungsfeld ausgeprägte thermodynamische Anomalien zu erwarten sind, diese können umgekehrt zur Bestimmung des Frustrationswinkels benutzt werden. Wir verwenden die Methode der exakten Diagonalisierung bei endlichen Temperaturen für Cluster bis N=24 und vergleichen mit analytischen Spinwellen Rechnungen. Insbesondere werden die spezifische Wärme im Magnetfeld und der magnetokalorische Effekt sowie die Bedingungen für sein anomales Verhalten ausführlich untersucht. Es wird gezeigt, dass eine Verstärkung dieses Effekts um eine Grössenordnung gegenüber der paramgnetischen Referenz zu erwarten ist. Die Gründe dafür liegen in der anomalen Dispersion der Spinwellen, die durch Frustrationseffekte verursacht wird.