Спінової густини ХВИЛІ - термодинамічно рівноважний стан речовини, що характеризується просторово неоднорідним периодич. розподілом щільності магн. моменту М (r). При цьому усереднений макроскопіч. магн. момент системи дорівнює нулю і С. п. в. можна розглядати як один із проявів антиферомагнетизму .просторової розподіл М (r) описується співвідношенням:
Найчастіше під С. п. В. розуміють антиферомагнетизм системи взаємодіючих коллектівізіруются. електронів (див. Зонний магнетизм) .Парамагн. осн. стан однорідного електронного газу може виявитися нестійким щодо освіти С. п. в. Нестійкість залежить від характеру взаємодії між електронами. Особливості зонної структури можуть стабілізувати С. п. В. т. е. привести до антіферромагн. осн. станом електронної системи.
Критерій нестійкості парамагн. стану зонного магнетика (див. Стонера критерій феромагнетизму) визначається не тільки величиною потенціалу межелектронного взаємодії, але і залежністю магн. воспріімчівостіот електронного хвильового вектора q. Напр. якщо в силу до - л. особливості топології фермаповерхності володіє різко вираженим максимумом при недо-ром значенні, то фазовий перехід при з парамагн. стану в стан з С. п. в. може мати місце навіть при слабкій взаємодії між електронами. Наявність конгруентних (співпадаючих при трансляції на хвильовий вектор Q) електронних і доручених ділянок на поверхні Фермі (н е з т і н г) в речовинах з металеві. провідністю призводить до можливості триплетного електрон-діркового спарювання з виникненням С. п. в.
наиб. підходящою моделлю для мікроскопіч. опису фазового переходу в стан з С. п. в. є модель екситонного діелектрика. У системах з С. п. В. з'являються щілину в електронному енергетичних. спектрі і особливості щільності станів на краях цієї щілини. З цим пов'язані особливості оптич. кинетич. магн. пружних і ін. властивостей С. п. в. Від країв щілини «отщепляются» спін-поляризується. стану, відсутні в парамагн. фазі і призводять до резонансних аномалій кинетич. властивостей. Незвично і поведінку дефектів: в околиці дефекту відбувається доповнить. перерозподіл спінової щільності, т. в. формується ближній антіферромагн. порядок, сохраняющій-
ся іноді вище точки Нееля TN (локалізована С. п. в.). На тлі осн. стану нижче точки Нееля Т <ТN в электронном газе формируются своеобразные коллективные возбуждения спиновой плотности (а м п л и т у д о н ы, ф а з о н ы, С. п. в. - м а г н о н ы). Теория предсказывает также существование слабо затухающих коллективных возбуждений выше ТN. С. п. в. образуется в результате фазового перехода (обычно 2-го рода, хотя возможны фазовые превращения 1-го рода) при темп-ре ниже точки Нееля (рис.).
Фазова діаграма екситонного діелектрика для фазового переходу в стан хвилі спінової щільності (2-го роду): П - парамагнітна фаза; З - антиферомагнітна співмірна фаза; Н - антиферомагнітна несумірна фаза; , Відповідає Т = 0 До ,. ТN - темп-pa переходу в стан хвилі спінової щільності при
Просторовий період хвилі може виражатися через ціле число постійних кристалічної. решітки (співмірна фаза), але можлива поява і несумірних надструктур, т. е. С. п. в. період яких брало не кратний періоду кристалічної. решітки.
У перехідних металах і їх сплавах реалізується ситуація, коли Q = G / 2. де G - вектор оберненої гратки. що відповідає сумірною фазі. У більш загальному випадку. де і залежить від Т. що відповідає яку можна фазі.
Серед чистих металів, в яких брало спостерігаються С. п. В. наиб. досліджений Сr, поверхня Фермі догрого володіє двома конгруентними ділянками: дірковим октаедром, центровані в точці Н Брілюена зони. і електронним квазіоктаедром, центровані в точці Г. Октаедріч. грані перпендикулярні до напрямку [111], і електронний октаедр менше діркового. Значить. частина цих двох листів поверхні Фермі може бути поєднана трансляцією на хвильовий вектор. де при Т = 0 K. При цьому сумарні обсяги електронного та діркового октаедрів приблизно рівні, і в фазі С. п. в. ці октаедри зникають, перекриті щілиною.
Вимірювання нейтронної дифракції на монокристалах Сr показали, що магнітне. впорядкування в ньому істотно відрізняється від звичайного антиферомагнетизму (див. Магнітна нейтронографія), причому має слабку температурну залежність (при Т
TN величина). Вище TN пор. магн. момент на 1 атом Сr порядку (в ферромагн. фазі він становить). Темп-pa Нееля чистого К; при Т <120 К поперечная модуляция периодической магн. структуры сменяется на продольную - происходит т. н. с п и н - ф л и п переход.
Теорія зонного антиферомагнетизму і С. п. В. дозволила інтерпретувати магн. властивості сплавів Сг. Концентрація. фазові діаграми цих сплавів, перехід з яку можна структури в порівнянний, зміна магнітного. структури і властивостей під тиском і ін. особливості також добре описуються моделлю екситонного діелектрика. При цьому в сплавах Сг з немагнітними перехідними металами зміна складу сплаву впливає на TN і параметри структури С. п. В. Напр. для сплавів з Мо і W вплив примесного розсіювання електронів - єдностей, причина зміни TN і параметрів структури. Для сплавів з металламідонорамі (Mn, Re, Os, Rh і ін.) З ростом їх концентрації відбувається вирівнювання обсягів електронного та діркового октаедрів, і при деякої концентрації домішки відбувається перехід з модульованої в чисто подвоєну антіферромагн. структуру. Для металів-акцепторів (V, Ni) з ростом їх концентрації зростає. Залежність TN від концентрації домішки для донорів немонотонна, для акцепторів - падаюча.
Виявлено та ін. Металеві. системи, в яких брало має місце перехід з парамагн. стану в стан з С. п. в. До них відносяться рідкоземельні метали і їх сплави з перехідними металами, що володіють спіральної антіферромагн. структурою. У цих речовинах поверхню Фермі має неконгруентні «стрічкові» ділянки. Прикладами таких систем служать Еu і сплави Y і Se з важкими рідкоземельними металами (Tb, Gd, Dy, Але). У сплавах Y і Sc з Ег і Тm реалізується синусоїдальна антіферромагн. структура, т. е. С. п. в. походження к-рій також пов'язано з особливістю поверхні Фермі.
Сплави і сполуки перехідних металів також відчувають перехід з парамагн. стану в стан С. п. в. До таких систем відносяться впорядковані сплави FeRh, Pt3 Fe, MnNi, спіральні магнетики FeGe2. MnS2. з'єднання СrВ2. складні халькогенів-ди ванадію (V3 S4. V5 S8), можливо, сульфід нікелю NiS і интерметаллические з'єднання З групи фаз Лавеса TiBe2 і. У т. Н. ф о з а х Магнеллі при також має місце перехід в фазу С. п. в. причому на тлі хвилі зарядової щільності. У ряді актінідних з'єднань з важкими фермионами (URuSi2. UCu5. UCd11. U2 Zn7. U1-x Thx Pt3) С. п. В. формується при низьких температурах в фазі важкої фермі-рідини. Конкретне застосування моделі С. п. В. до перерахованих об'єктів вимагає врахування доповнить. ефектів - магнитострикции. спінової поляризації інших ділянок поверхні Фермі, наявності поблизу неї т. н. резонансу Абрикосова - Суду (див. Проміжна валентність).
Особливою групою речовин, в яких брало спостерігалися стану С. п. В. є недо-які квазіодномірних органічні провідники, напр. (TMTSF) 2 X - тетраметил-тетраселенфульвален, де X - аніони (X = PF6. AsF6). Встановлено також існування С. п. В. і з недо-римі ін. аніонами. Переходу в антіферромагн. фазу відповідає С. п. в. з подвоєним (в порівнянні з постійною решітки) періодом в поздовжньому напрямку. Можливо, що магнітне. впорядкування в металлооксідах типу La-Sr-Сu-О і Y-Ва-Сu-О також є С. п. в. що пов'язано з проблемою високотемпературної надпровідності (див. Оксидні високотемпературні надпровідники).
У широкому розумінні поняття С. п. В. може бути узагальнене на випадок довільних периодич. надструктур в антиферомагнетиках (спіральні, синусоїдальні структури). Феноменелогіч. теорія магн. надструктур грунтується на теорії фазових переходів 2-го роду Ландау. У неметалах формування надструктур відбувається під впливом релятивістських взаємодій спин - решітка і спин - спин, а також внаслідок анізотропного обмінного взаємодії. Періоди надструктур в антіферромагн. металах визначаються взаємодією електронів провідності з спинами магн. іонів і мало відрізняються від величин, зворотних екстремальним діаметрами поверхні Фермі.
Літ .: Д з я л о ш и н с ь к и й І. Е. Теорія гелікоїдальних структур в антиферомагнетиках, «ЖЕТФ», 1964, т. 46, с. 1420; т. 47, с. 337, 992; Куликов Н. І. Тугуши В. В. Хвилі спінової щільності і зонний антиферомагнетизм в металах, «УФН», 1984, т. 144, ст. 4, с. 643: Г о р ь к о в Л. П. Фізичні явища в нових органічних провідниках, там же, ст. 3, с. 381; М о р і я Т. Спінові флуктуації в магнетиках з колективізованими електронами, пров. з англ. М. 1988. В. В. Тугуши, Е. П. Башкин.