Теория спин-орбитального фазового перехода в ферромагнитных кристаллах

Метод локальной матрицы плотности применен для построения теории спин-орбитального фазового перехода при ферромагнитном упорядочении спинов в кубическом кристалле. Показано, что параметр порядка, описывающий появление узельных токов на узлах с ян-теллеровскими t_2g-ионами, пропорционален компонентам орбитальной части вектора спонтанной намагниченности.

Для различных возможных типов осей легкого намагничивания установлена взаимосвязь между компонентами параметра порядка и вероятностями заселения каждого из состояний орбитального триплета. Показано, что появление орбитальной намагниченности совместимо с возможностью существования одновременного зарядового упорядочения на тех же узлах. Сформулированы необходимые условия сосуществования орбитального магнетизма и зарядового упорядочения на узлах, занятых T_2g–ионами. Результаты теоретического анализа сравнены с экспериментальными данными для феррита-шпинели Fe₂TiO₄.