Магнитное упорядочение и фазовое разделение в высокотемпературных сверхпроводниках

Методом Монте-Карло исследуются магнитные свойства допированных медно-оксидных высокотемпературных сверхпроводников и фазовое разделение в La$_2$CuO$_{4+\delta}$. Вычисления основаны на модели, согласно которой дырка, индуцированная допантом или избыточным кислородом, изменяет антиферромагнитное взаимодействие между соседними спинами меди на ферромагнитное в группе связей Cu–Cu, формируя гнездо дефектных связей. Для оксидов меди с примесями, в которых гнезда распределены по случайному закону и заморожены, вычислена концентрация примесей, при которой происходит фазовый переход антиферромагнетик–спиновое стекло. При этом обнаружено хорошее согласие с экспериментальной величиной. Найден механизм, объясняющий явление фазового разделения в La$_2$CuO$_{4+\delta}$. Показано, что фазовое разделение обусловлено магнитными эффектами. Подвижные гнезда, связанные с избыточными атомами кислорода, обнаруживают ярко выраженную тенденцию к кластеризации, формируя области с высоким содержанием кислорода. Кластеризация является энергетически выгодной, так как она приводит к уменьшению фрустрационной энергии.