Концентрационная зависимость крыльев дипольно-уширенной линии магнитного резонанса в магниторазбавленных решетках

Abstract

Исследуются особенности временных автокорреляционных функций (АКФ) магниторазбавленных спиновых систем с диполь-дипольным взаимодействием (ДДВ), которые определяют высокочастотные асимптотики автокорреляционных функций и крылья линии магнитного резонанса. В приближении самосогласованного флуктуирующего локального поля выведены нелинейные уравнения для автокорреляционных функций, усредненных по независимому случайному расположению спинов (магнитных атомов) в диамагнитной решетке с разной концентрацией спинов. Уравнения учитывают специфику диполь-дипольного взаимодействия. Во-первых, вследствие его аксиальной симметрии в сильном постоянном магнитном поле автокорреляционные функции продольных и поперечных спиновых компонент описываются разными уравнениями. Во-вторых, дальнодействующий характер диполь-дипольного взаимодействия учтен разделением вкладов в локальное поле от далеких и близких спинов. Получены рекуррентные уравнения для коэффициентов разложений автокорреляционных функций по степеням времени. По ним найдено численное значение координаты ближайшей особой точки автокорреляционной функции на оси мнимого времени, равное радиусу сходимости этих разложений. Показано, что в случае сильного разбавления наблюдается логарифмическая концентрационная зависимость координаты особой точки, обусловленная наличием кластеров близких спинов, доля которых мала, но вклад в модуляционную частоту велик. В качестве примера рассмотрен кристалл кремния с разной концентрацией 29Si при направлениях магнитного поля вдоль трех кристаллографических осей.