Münster 1999 – scientific programme
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TT: Tiefe Temperaturen
TT 6: Niederdimensionale Spinsysteme
TT 6.8: Invited Talk
Monday, March 22, 1999, 17:30–18:00, F2
Modulierte Phasen in Spin-Peierls Systemen — •G.S. Uhrig — Institut für Theoretische Physik, Universität zu Köln, Zülpicher Straße 77, D-50937 Köln
Die Kopplung von eindimensionalen magnetischen und
dreidimensionalen elastischen Freiheitsgraden in Spin-Peierls
Systemen führt zu magnetisch getriebenen Gitterverzerrungen
bei tiefen Temperaturen.
Ohne Magnetfeld dimerisieren die Spinketten, d.h. das Gitter
wird so verzerrt, daß die
Kopplungsstärken entlang der Ketten alternieren.
Durch genügend hohes Magnetfeld (H>Hc) oder Störstellen
wird die gleichförmige Dimerisierung moduliert.
Es entstehen Solitonen: Nullstellen der Dimerisierung,
an die je ein S=1/2 Spinon gebunden ist.
Eine endliche Konzentration von Solitonen bildet ein
äquidistantes Solitonengitter. Analytische und numerische
Rechnungen für
solche Gitter werden diskutiert mit Augenmerk
auf die Feldabhängigkeit der Modulation, auf die
Wechselwirkung von Solitonen und auf den Einfluß von
Nullpunktsfluktuationen. Es ergibt sich gute
Übereinstimmung mit den sehr genauen experimentellen Daten.
Es wird gezeigt, daß die magnetische und die
elastische Solitonbreite im allgemeinen nicht identisch sind,
so daß existierenden Kontinuumstheorien
noch erweitert werden müssen.
In der Nähe einer unmagnetischen Störstelle
ist ebenfalls ein Soliton lokalisiert. Diese gebundenen
Zustände liefern zusätzliche scharfe Moden in
lichtspektroskopischen Untersuchungen. Diese Deutung wird
mit verschiedenen Rechnungen untermauert.