Электронная структура и спиновые флуктуации в геликоидальном ферромагнетике MnSi

Исследуется влияние спиновых флуктуаций на магнитные свойства ферромагнитного гелимагнетика MnSi в модели Хаббарда, дополненной учетом антисимметричного релятивистского взаимодействия Дзялошинского–Мория для зонных электронов. Полученные уравнения магнитного состояния указывают на взаимосвязь тонкой структуры плотности электронных состояний с намагниченностью и коэффициентом межмодовой связи. Показано, что положение энергии Ферми в непосредственной близости от точки локального минимума плотности электронных состояний ведет к большим нулевым спиновым флуктуациям при малом значении намагниченности гелимагнетика. При приближении снизу к точке Нееля (примерно при 0.9$T_{N}$) нулевые флуктуации исчезают, а температурный рост тепловых спиновых флуктуаций сопровождается изменением знака коэффициента межмодовой связи. Магнитное поле, перпендикулярное плоскости геликоида, приводит к возникновению и последующему “схлопыванию” гелимагнитного конуса. Однако условие смены знака коэффициента межмодовой связи делит фазовую диаграмму MnSi на две части, одна из которых отвечает индуцированному полем ферромагнитному состоянию, а другая – парамагнитному состоянию. При этом на $h$–$T$-диаграмме формируется особая область, внутри которой парамагнитное и ферромагнитное состояния оказываются неустойчивыми. Границы этой области согласуются с экспериментальными данными о границах аномальной фазы ($\alpha$-фазы). Установлено, что результаты расчетов температурной зависимости магнитной восприимчивости согласуются с экспериментальными данными.