Сайко П. О. Квадрупольні та квадрупольно-феромагнітні фази в одновісних магнетиках із одноіонною анізотропією та біквадратною обмінною взаємодією

Дисертаційна робота присвячена дослідженню властивостей спін-1 магнетика з конкуруючими векторними та тензорними взаємодіями найбільш загального для одновісної симетрії вигляду. Показано, що наявність в системі багатьох конкуруючих взаємодій обумовлює її високу чутливість до зміни значень констант модельного гамільтоніана. Існує інтервал значень параметрів гамільтоніана, в якому можуть реалізовуватися лише три симетричні фази: феромагнітна фаза з віссю впорядкування Z (ФМФ), площинна квадрупольна фаза з площиною впорядкування XOY (ПКФ) та парамагнітна фаза. У безрозмірних координатах поле – температура побудовано відповідну фазову діаграму, яка містить потрійну точку. Розраховано залежність координат потрійної точки від параметрів гамільтоніана. У тих самих координатах у певному інтервалі значень параметрів гамільтоніана фазова діаграма окрім вказаних симетричних фаз включає дві фази із порушеною симетрією: осьову квадрупольну фазу з віссю впорядкування Z (ОКФ) та змішану квадрупольно-феромагнітну фазу (КФФ). На відповідній фазовій діаграмі наявні дві мультикритичні точки: потрійна і тетракритична. Доведено, що фазовий перехід першого роду між фазами ФМФ та ПКФ супроводжується гістерезисними явищами. Побудовано відповідну петлю гістерезису у координатах поле – намагніченість. Детально досліджено ОКФ фазу та отримано спектр спінових збуджень за наявності повздовжнього зовнішнього магнітного поля. Для цієї фази побудовано температурну залежність квадрупольних складових параметра порядку. Доведено, що критична температура фазового переходу між фазами ОКФ та КФФ сильно залежить від ступеня анізотропії біквадратної обмінної взаємодії. Досліджено фазовий перехід між ОКФ і ПКФ за відсутності зовнішнього магнітного поля та було виявлено, що квадрупольні складові параметру порядку, які є функціями константи одноіонної анізотропії, проявляють поведінку подібну до гістерезисної.